JP6332444B2 - Image processing device - Google Patents
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Description
本発明は、放射線画像に重畳されているノイズを除去する画像処理装置に係り、特にライブ像を構成する各フレームの画質を改善する画像処理装置に関する。 The present invention relates to an image processing apparatus that removes noise superimposed on a radiographic image, and more particularly to an image processing apparatus that improves the image quality of each frame constituting a live image.
医療機関には、放射線の画像を取得する放射線撮影装置が備えられている。このような放射線撮影装置には、放射線画像を連続的に撮影し、その結果を動画として出力できるものがある。この様な動画は、ライブ像と呼ばれることがある(例えば、特許文献2参照)。 A medical institution is equipped with a radiation imaging apparatus that acquires an image of radiation. Some of such radiation imaging apparatuses can continuously capture radiation images and output the results as moving images. Such a moving image is sometimes called a live image (see, for example, Patent Document 2).
ライブ像は、低線量の放射線を被検体に照射することにより得られたものであるので、静止画撮影(スポット撮影)で得られる画像に比べてS/N比が悪く、多くのノイズを含んでいる。放射線撮影装置には、このノイズを低減する画像処理装置を備えている。この画像処理装置は、経時的に連続した複数のフレームを重ね合わせることにより、S/N比が改善されたノイズ低減画像を得る構成となっている。 Since a live image is obtained by irradiating a subject with a low-dose radiation, the S / N ratio is worse than an image obtained by still image shooting (spot shooting) and includes a lot of noise. It is out. The radiation imaging apparatus includes an image processing apparatus that reduces this noise. This image processing apparatus is configured to obtain a noise-reduced image with an improved S / N ratio by superimposing a plurality of continuous frames over time.
ノイズ低減画像を生成する手法としてリカーシブフィルタがある。リカーシブフィルタによれば、ライブ像のフレーム同士を重ね合わせてできたノイズ低減画像を記憶し、これを重合対象画像とする。そして、新たにライブ像のフレームが入力されたとき、新たなライブ像と重合対象画像とを重ね合わせて新たなノイズ低減画像を生成し、これをまた記憶しておく。以降、新たなフレームが入力される度に記憶されたノイズ低減画像を重ね合わせる動作をし、フレームに対応するノイズ低減画像を次々と生成していく。このようなリカーシブフィルタの動作を巡回加算処理と呼んだりする。 A recursive filter is a method for generating a noise-reduced image. According to the recursive filter, a noise-reduced image formed by superimposing frames of live images is stored, and this is used as a superposition target image. Then, when a new live image frame is input, a new noise reduced image is generated by superimposing the new live image and the image to be overlapped, and this is stored again. Thereafter, each time a new frame is input, the stored noise-reduced images are overlapped, and noise-reduced images corresponding to the frames are generated one after another. Such an operation of the recursive filter is called a cyclic addition process.
ところで、ライブ像は、被検体が動く様子を捉えた動画である。したがって、画像同士を単純に重ね合わせるだけでは、被検体の像が二重に重なったようなノイズ低減画像が生成されてしまう。2枚の画像の間で被検体が写り込む位置や形状が互いに異なっているからである。しかも、被検体像同士のズレ具合は、画像の部分によってまちまちなので、一方の画像をもう一方の画像に対してある方向にずらして重ね合わせるだけでは、被検体の像の二重化を防ぐことができない。ライブ像上の被検体像には、各フレームの間で像が合う部分と合わない部分とがある。合う部分については、画像を単純に重ね合わせるだけでノイズの低減は図られる。しかし、合わない部分は、被検体像がブレてしまう。 By the way, the live image is a moving image capturing the movement of the subject. Therefore, by simply superimposing the images, a noise-reduced image in which the images of the subject are doubled is generated. This is because the position and shape at which the subject appears between the two images are different from each other. In addition, since the degree of deviation between the subject images varies depending on the portion of the image, duplication of the subject image cannot be prevented simply by shifting one image in a certain direction and superimposing it on the other image. . The subject image on the live image has a portion where the image matches and a portion where the image does not match between the frames. For the matching part, noise can be reduced by simply superimposing the images. However, the subject image will be blurred in a portion that does not match.
そこで、従来構成によれば、様々な工夫をすることで像の二重化を防ぐような構成を採用している。例えば、特許文献1によれば、画像を構成する画素ごとに重ね合わせの様式を変えるようにしている。すなわち、フレームと重合対象画像との間で画素値の変化が激しい部分(像が合わない部分)については、フレームの画素値をそのまま受け継ぐように処理をする。この部分で、単純な重ね合わせを行ってしまうと、像が二重になる可能性が高いからである。そして、画像の間であまり変化がない部分(像が合う部分)については、フレームと重合対象画像とを重ね合わせるような処理をする。
Therefore, according to the conventional configuration, a configuration that prevents duplication of the image by adopting various devices is adopted. For example, according to
また、特許文献2においては、画像間で見られる画素値の差だけでなく、画像に写り込むノイズの量も加味して重ね合わせの様式を画素ごとに変えるような構成となっている。このようにすることで、フレームにおけるノイズが多く写り込む部分が選択的にノイズ低減処理の対象となる。これにより、像の二重化の抑制とノイズの除去とが同時に実現される。 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-228561 has a configuration in which the superposition mode is changed for each pixel in consideration of not only the difference in pixel values seen between the images but also the amount of noise reflected in the images. By doing in this way, the part where a lot of noise in the frame appears is selectively subjected to noise reduction processing. Thereby, suppression of duplication of the image and removal of noise are realized at the same time.
そして、特許文献3においては、フレーム上の各画素が重合対象画像上のどこに対応するのかを画像解析により調べ、フレーム上の画素と重合対象画像上の対応画素とを重ね合わせる動作を行う構成となっている。このような構成とすれば、フレーム上の構造物と重合対象画像上の構造物とが位置合わせされながら重ねられることになる。この構成によれば、像の二重化も防がれるばかりかノイズの除去も確実に行えるはずである。
And in
しかしながら、上述のような従来構成によれば、次のような問題点がある。
すなわち、従来構成では、確実な画像の重ね合わせができない。However, the conventional configuration as described above has the following problems.
That is, with the conventional configuration, it is not possible to reliably overlay images.
特許文献1,2の構成によれば、フレーム上において重ね合わせにより像の二重化が起こる部分については、ノイズがほとんど低減されない。この部分は、ノイズ低減処理をすると像が二重化するという理由で、処理をあきらめた部分だからである。したがって、これら文献の方法では、フレーム上のノイズを完全に取り除くことはできない。
According to the configurations of
また、特許文献3の構成は、一見何も問題がないように思える。しかし、この文献の方法では、フレーム上の画素1つに対し、重合対象画像の画素を1つずつ比較していくことでフレーム上の画素に対応する重合対象画像の画素を探すようにしているので、対応画素を誤って認識してしまうこともしばしばである。このような事態となると、画像同士が正しく重ね合わせられなくなり、視認性の高いノイズ低減画像が得られない。
Also, the configuration of
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ライブ像を構成する各フレームのノイズを確実に除去することができる画像処理装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an image processing apparatus capable of reliably removing noise of each frame constituting a live image.
本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る画像処理装置は、連続的に被検体を撮影することで生成される画像に対してノイズ低減処理を行う画像処理装置において、被検体像が写り込んでいる元画像を構成する画素の中から注目画素と注目画素を囲む周辺画素により構成されるターゲットブロックを設定するターゲット設定手段と、元画像とは異なる時刻に撮影された被検体が写り込む参照画像の中からターゲットブロックに最も類似した移動先ブロックを探し出す探索手段と、被検体像が参照画像と同じ位置に写り込んでいる重合対象画像において移動先ブロックと同じ位置にある重合対象ブロックを元画像上のターゲットブロックに重ね合わせてフュージョンブロックを生成する重合手段と、注目画素の位置を変えながらターゲットブロックが次々と設定されるのに伴い、フュージョンブロックを次々と画像上で重畳させることにより元画像に写り込むノイズが低減されたノイズ低減画像を生成する画像生成手段とを備え、画像生成手段は、ノイズ低減画像上におけるフュージョンブロックの位置が元画像上におけるターゲットブロックの位置と同じ位置となるように動作することを特徴とするものである。The present invention has the following configuration in order to solve the above-described problems.
That is, the image processing apparatus according to the present invention is configured to form an original image in which an object image is reflected in an image processing apparatus that performs noise reduction processing on an image generated by continuously capturing an image of the object. Target setting means for setting a target block composed of a pixel of interest and peripheral pixels surrounding the pixel of interest, and a target block from a reference image in which a subject photographed at a time different from the original image is reflected And a search means for finding a destination block most similar to the target block on the original image, the target block on the original image in the target image on which the subject image is reflected at the same position as the reference image. Overlapping means to generate fusion blocks by superimposing, and target blocks are set one after another while changing the position of the target pixel The image generation means generates a noise-reduced image in which the noise reflected in the original image is reduced by superimposing the fusion blocks on the image one after another. The fusion block is operated so that the position of the fusion block is the same as the position of the target block on the original image.
[作用・効果]本発明によれば、ライブ像を構成する各フレームのノイズを確実に除去することができる画像処理装置を提供できる。すなわち本発明によれば、元画像上にターゲットブロックを設定し、このターゲットブロックが重合対象画像のどこに写り込んでいるかを探索する構成となっている。このようにターゲットブロックの移転先を重合対象画像の中から探し出すようにすれば、元画像上の被検体像を重合対象画像上で追跡しつつ画像同士の重合を行うことができるので、重合により被検体が二重に写り込んでしまうことがない。
また、本発明によれば、ブロック単位で被検体像の追跡を行うので、画素個別に移動先を探す従来方法と比べて、信頼性が格段に高くなる。[Operation / Effect] According to the present invention, it is possible to provide an image processing apparatus capable of reliably removing noise of each frame constituting a live image. That is, according to the present invention, a target block is set on the original image, and a search is made for where the target block is reflected in the superimposition target image. In this way, if the transfer destination of the target block is searched from among the images to be polymerized, it is possible to superimpose the images while tracking the object image on the original image on the image to be polymerized. The subject does not appear twice.
In addition, according to the present invention, since the subject image is tracked in units of blocks, the reliability is remarkably increased as compared with the conventional method of searching for the movement destination for each pixel.
また、上述の画像処理装置において、画像生成手段は、フュージョンブロックをオーバーラップさせながら足し合わせた後、画像上の画素の画素値を当該画素においてフュージョンブロックの足し合わせが何回されたかを示す積算回数で除算することによりノイズ低減画像を生成すればより望ましい。 In the above-described image processing apparatus, the image generation unit adds the fusion blocks while overlapping the fusion blocks, and then adds the pixel values of the pixels on the image to indicate how many times the fusion blocks are added in the pixel. It is more desirable to generate a noise-reduced image by dividing by the number of times.
[作用・効果]上述の構成は本発明のより具体的な構成を説明している。すなわち、フュージョンブロックをオーバーラップさせながら足し合わせた後、画像上の画素の画素値を当該画素においてフュージョンブロックの足し合わせが何回されたかを示す積算回数で除算するようにすれば、より信頼性の高いノイズ低減画像が生成できる。
ノイズ低減画像を構成する画素の各々の画素値は、ターゲットブロックと重合対象ブロックとを重ね合わせた結果である。重合対象ブロックは、ターゲットブロックに写り込む被検体像と同じものが写り込んでいるはずではあるが、探索手段が移動先ブロックの誤認を起こしてしまうと、重合対象画像のうち重合対象ブロックにふさわしくない部分が重合対象ブロックに選択される場合が少なからず発生する。上述の構成によれば、ノイズ低減画像を構成する各画素は、一つの重合対象ブロックに基づいて構成されるわけではない。すなわち、各画素は、異なる重合対象ブロックが多重に重ね合わせられて構成されるのである。したがって、重合対象ブロックの誤認識が生じたとしても、ノイズ低減画像における影響は限定的となる。誤認識に係る重合対象ブロックは、多重に重ねられた数ある重合対象ブロックのうちの一つに過ぎないからである。
上述の構成によれば、フュージョンブロックの足し合わせの後、各画素の画素値をフュージョンブロックの積算回数で除算してノイズ低減画像を生成するので、ノイズ低減画像の画素値レベルは、元画像とほぼ同様となる。[Operation / Effect] The above-described configuration explains a more specific configuration of the present invention. In other words, after adding the fusion blocks while overlapping, the pixel value of the pixel on the image is divided by the number of integrations indicating how many times the fusion block is added in that pixel. High noise reduction images can be generated.
Each pixel value of the pixels constituting the noise reduced image is a result of superimposing the target block and the block to be overlapped. The overlap target block should be the same as the subject image reflected in the target block, but if the search means misidentifies the destination block, it is appropriate for the overlap target block in the overlap target image. There are many cases where no part is selected as a polymerization target block. According to the above configuration, each pixel constituting the noise reduced image is not configured based on one overlap target block. That is, each pixel is configured by overlapping different overlapping blocks to be overlapped. Therefore, even if the recognition target block is erroneously recognized, the influence on the noise-reduced image is limited. This is because the polymerization target block related to erroneous recognition is only one of the multiple polymerization target blocks that are overlapped.
According to the above configuration, after adding the fusion blocks, the pixel value of each pixel is divided by the number of integrations of the fusion block to generate a noise reduced image. Therefore, the pixel value level of the noise reduced image is the same as that of the original image. It will be almost the same.
また、上述の画像処理装置において、重合手段は、フュージョンブロックを構成する画素ごとに個別の重みづけで元画像上のターゲットブロックの画素と対応する重合対象画像上の重合対象ブロックの画素とを重合する構成となっており、ターゲットブロックに属する画素の画素値と重合対象ブロックまたは移動先ブロック上の対応画素の画素値との差の絶対値が大きくなるにつれ、次第に重合対象ブロックがフュージョンブロックに承継されないように重ね合わせの重みづけを変更すればより望ましい。 In the above-described image processing apparatus, the superimposing unit superimposes the pixel of the target block on the target image corresponding to the target block pixel on the original image with the individual weight for each pixel constituting the fusion block. As the absolute value of the difference between the pixel value of the pixel belonging to the target block and the pixel value of the corresponding pixel on the overlap target block or destination block increases, the overlap target block gradually inherits to the fusion block. It is more desirable to change the weight of the overlay so that it is not.
[作用・効果]上述の構成は本発明のより具体的な構成を説明している。重合手段は、フュージョンブロックを構成する画素ごとに個別の重みづけで元画像上のターゲットブロックの画素と対応する重合対象画像上の重合対象ブロックの画素とを重合する構成とし、ターゲットブロックに属する画素の画素値と重合対象ブロックまたは移動先ブロック上の対応画素の画素値との差の絶対値が大きくなるにつれ、次第に重合対象ブロックがフュージョンブロックに承継されないように重ね合わせの重みづけを変更すれば、元画像において被検体像の動きが激しい部分については、重合対象画像の重ね合わせが軽微なものとある。このようにすれば、ノイズ低減画像において被検体像が二重化するのをより確実に防ぐことができる。 [Operation / Effect] The above-described configuration explains a more specific configuration of the present invention. The superimposing means superimposes the pixel of the target block on the original image and the pixel of the target block on the corresponding target image on the original image with individual weighting for each pixel constituting the fusion block, and the pixels belonging to the target block If the absolute value of the difference between the pixel value of and the pixel value of the overlap target block or the corresponding pixel on the destination block increases, the overlap weight is gradually changed so that the overlap target block is not inherited by the fusion block. In the original image, the overlapping of the images to be superposed is slight for the portion where the movement of the subject image is intense. In this way, it is possible to more reliably prevent the subject image from being duplicated in the noise reduced image.
また、上述の画像処理装置において、重合手段は、フュージョンブロックを生成するごとに個別の重みづけで元画像上のターゲットブロックおよび重合対象画像上の重合対象ブロックを重合する構成となっており、ターゲットブロック上の画素値と重合対象ブロックまたは移動先ブロック上の画素値との差の絶対値が大きくなるにつれ、次第に重合対象ブロックがフュージョンブロックに承継されないように重ね合わせの重みづけを変更すればより望ましい。 In the above-described image processing apparatus, the superimposing unit is configured to superimpose the target block on the original image and the target block on the target image with individual weighting every time a fusion block is generated. As the absolute value of the difference between the pixel value on the block and the pixel value on the block to be overlapped or the destination block increases, it is more necessary to change the overlay weight so that the block to be overlapped is not succeeded to the fusion block. desirable.
[作用・効果]上述の構成は本発明のより具体的な構成を説明している。画素ごとに重みづけを変更する方法では、画像処理に時間がかかりすぎてしまう。そこで、ターゲットブロック上の画素値と重合対象ブロックまたは移動先ブロック上の画素値との差の絶対値が大きくなるにつれ、次第に重合対象ブロックがフュージョンブロックに承継されないように重ね合わせの重みづけを変更すれば、重みづけの変更がブロック単位となるので、より高速に画像処理をすることが可能となる。 [Operation / Effect] The above-described configuration explains a more specific configuration of the present invention. In the method of changing the weight for each pixel, the image processing takes too much time. Therefore, as the absolute value of the difference between the pixel value on the target block and the pixel value on the overlap target block or destination block increases, the overlay weight is changed so that the overlap target block is not inherited by the fusion block. In this case, since the weight change is performed in units of blocks, it is possible to perform image processing at a higher speed.
また、上述の画像処理装置において、参照画像においてターゲットブロックの位置にある同位置ブロックを設定して、移動先ブロックが同位置ブロックと比較してターゲットブロックに優位に類似していない場合、探索手段が探し出した移動先ブロックを同位置ブロックとするような上書を探索手段の出力に対して行う編集手段を備えればより望ましい。 Further, in the above-described image processing apparatus, when the same position block at the position of the target block is set in the reference image and the movement destination block is not similar to the target block as compared with the same position block, search means It is more desirable to have an editing means for performing overwriting on the output of the search means so that the destination block found by is set to the same position block.
[作用・効果]上述の構成は本発明のより具体的な構成を説明している。元画像上のターゲットブロックと参照画像上の同位置ブロックの両ブロックにおいて、両ブロック内に写り込んだ被検体像に移動がない場合もしくは両ブロック内にそもそも被検体像が写り込んでいない場合、参照画像上の同位置ブロックは、ある程度ターゲットブロックに類似していることが保証された状態である。したがって、フュージョンブロックを生成する際に、探索手段によりターゲットブロックに対応するブロックを重合対象画像から探し出して重ね合わせるよりも、重合対象画像におけるターゲットブロックに相当する部分をそのまま重ね合わせたほうがより視認性がよくなる場合がある。
上述の構成によれば、所定条件の場合、探索手段による探索結果を破棄して、重合対象画像におけるターゲットブロックに相当する部分をそのまま重ね合わせるようにし、ターゲットブロックに対して似ているがために本来は移動していないのにも関わらず移動したという認定を受けた重合対象ブロックが重ねられてフュージョンブロックが生成されることがなくなり、ノイズ低減画像の視認性がよりよくなる。[Operation / Effect] The above-described configuration explains a more specific configuration of the present invention. In both the target block on the original image and the block at the same position on the reference image, if the subject image reflected in both blocks does not move or if the subject image is not reflected in both blocks, The same position block on the reference image is in a state where it is guaranteed to be somewhat similar to the target block. Therefore, when generating a fusion block, it is more visible to superimpose the part corresponding to the target block in the image to be overlapped as it is than to search and superimpose the block corresponding to the target block from the image to be overlapped by the search means. May improve.
According to the above configuration, in the case of the predetermined condition, the search result by the search unit is discarded, and the portion corresponding to the target block in the image to be overlapped is directly overlapped. The blocks to be superposed that have been certified to have moved although they were not originally moved are not overlapped to generate a fusion block, and the visibility of the noise-reduced image is improved.
また、上述の画像処理装置において、(a1)重合対象画像を元画像の前に撮影された画像に対して画像処理をしたときに得られるノイズ低減画像とし、(b1)参照画像を元画像の前に撮影された画像とすることができる。 In the above-described image processing apparatus, (a1) the superimposition target image is a noise reduction image obtained when image processing is performed on an image photographed before the original image, and (b1) the reference image is the original image. It can be an image taken before.
また、上述の画像処理装置において、(a1)重合対象画像を元画像の前に撮影された画像に対して画像処理をしたときに得られるノイズ低減画像とし、(b2)参照画像を元画像の前に撮影された画像に対応するノイズ低減画像とすることができる。 In the above-described image processing apparatus, (a1) the superposition target image is a noise reduction image obtained when image processing is performed on an image photographed before the original image, and (b2) the reference image is the original image. It can be set as the noise reduction image corresponding to the image image | photographed previously.
また、上述の画像処理装置において、(a2)重合対象画像を元画像の前に撮影された画像とし、(b1)参照画像を元画像の前に撮影された画像とすることができる。 In the above-described image processing apparatus, (a2) the superimposition target image can be an image photographed before the original image, and (b1) the reference image can be an image photographed before the original image.
また、上述の画像処理装置において、(a2)重合対象画像を元画像の前に撮影された画像とし、(b2)参照画像は、元画像の前に撮影された画像に対応するノイズ低減画像とすることができる。 In the above-described image processing apparatus, (a2) the superposition target image is an image photographed before the original image, and (b2) the reference image is a noise-reduced image corresponding to the image photographed before the original image. can do.
[作用・効果]上述のように本発明の画像処理装置は、様々な態様を選択して実現することができる。このような選択性の高さは画像処理の自由度を高めることに貢献する。 [Operation / Effect] As described above, the image processing apparatus of the present invention can be realized by selecting various modes. Such high selectivity contributes to increasing the degree of freedom of image processing.
また、上述の画像処理装置において、探索手段は、ある注目画素について移動先ブロックの探索を参照画像のうちの広い範囲にわたって探索する正確性優先モードと、正確性優先モードの探索結果に基づいて正確性優先モードの処理対象となった注目画素とは異なる注目画素について移動先ブロックの探索を参照画像のうちの狭い範囲にわたって探索する速度優先モードの二つのモードに基づいて動作し、速度優先モードは、正確性優先モードの処理対象となった注目画素と、正確性優先モードの探索で発見された注目画素の参照画像上における移動先の画素との位置関係に基づき、現在探索対象となっている注目画素の移動先の位置を参照画像上で予想し、予想された位置を囲む範囲にわたって移動先ブロックを探索するように動作すればより望ましい。 Further, in the above-described image processing apparatus, the search means accurately determines the movement destination block search for a certain target pixel over a wide range of the reference image, and based on the accuracy priority mode search result. The priority operation mode is based on two modes of the speed priority mode for searching for a destination block for a target pixel different from the target pixel that has been processed in the sex priority mode over a narrow range of the reference image. Based on the positional relationship between the target pixel to be processed in the accuracy priority mode and the destination pixel on the reference image of the target pixel found in the accuracy priority mode search, If it operates to predict the destination position of the target pixel on the reference image and search for the destination block over the range surrounding the predicted position Ri desirable.
[作用・効果]上述の構成は本発明のより具体的な構成を説明している。上述の構成によれば、探索手段は、正確だが時間がかかる正確性優先モードで探索を元画像上の限られた注目画素に対して行う。このモードによって発見された移動先ブロックの中心は、注目画素の移動先を正確に表しているはずである。したがって、元画像において当該注目画素の周辺にある画素が参照画像上でどこにあるかというと、当該注目画素の参照画像上における移動先の画素の周辺にあるに違いない。そこで、このような周辺の画素について探索を行う場合は、移動先の画素の周辺のみを探索するようにしている。これが速度優先モードである。このような構成とすれば、探索手段は、高速性と正確性との両方を兼ね備えた探索動作をすることができるようになる。 [Operation / Effect] The above-described configuration explains a more specific configuration of the present invention. According to the above-described configuration, the search unit performs a search on limited pixels of interest on the original image in an accurate but time-consuming accuracy priority mode. The center of the destination block found by this mode should accurately represent the destination of the target pixel. Therefore, where the pixel around the target pixel in the original image is located on the reference image, it must be around the destination pixel on the reference image of the target pixel. Therefore, when searching for such peripheral pixels, only the periphery of the destination pixel is searched. This is the speed priority mode. With such a configuration, the search means can perform a search operation having both high speed and accuracy.
また、上述の画像処理装置において、重合手段に係る重合対象ブロックの範囲がターゲットブロックおよび移動先ブロックの範囲よりも狭い構成とすることもできる。 In the above-described image processing apparatus, the range of the block to be overlapped according to the overlapping unit may be narrower than the range of the target block and the destination block.
[作用・効果]上述の構成によれば、重合対象ブロックよりも外側の領域を評価して重合対象ブロックの決定ができるのでより高い信頼性のもとでフュージョンブロックFの生成を実行することができる。 [Operation / Effect] According to the above-described configuration, it is possible to determine the block to be overlapped by evaluating the region outside the block to be overlapped, so that the fusion block F can be generated with higher reliability. it can.
また、上述の画像処理装置において、重合手段に係る重合対象ブロックの範囲がターゲットブロックおよび移動先ブロックの範囲よりも広い構成とすることもできる。 In the above-described image processing apparatus, the range of the block to be overlapped according to the overlapping unit may be wider than the range of the target block and the destination block.
[作用・効果] この様な動作を行えば、よりノイズが除去されたノイズ低減画像を生成することができる。フュージョンブロックFを大きくすればノイズ低減画像を生成するときに多重に重畳される画素が増えるからである。 [Operation / Effect] By performing such an operation, it is possible to generate a noise-reduced image from which noise is further removed. This is because if the fusion block F is made larger, the number of pixels superimposed in a multiple manner when a noise-reduced image is generated increases.
また、上述の画像処理装置において、元画像および参照画像を縮小して縮小元画像および縮小参照画像を生成する画像縮小手段と、縮小元画像を構成する画素の中から注目画素および縮小元画像上のターゲットブロックである縮小元画像上ターゲットブロックを設定する縮小画像ターゲットブロック設定手段と、縮小参照画像の中から縮小元画像上ターゲットブロックに最も類似した縮小参照画像上移動先ブロックを探し出す縮小画像探索手段と、縮小参照画像上移動先ブロックの位置に対応する参照画像上の位置を基準に探索手段が参照画像において移動先ブロックを探索する範囲である探索範囲を設定する探索範囲設定手段を備えればより望ましい。 Further, in the above-described image processing apparatus, image reduction means for reducing the original image and the reference image to generate the reduced original image and the reduced reference image, and the target pixel and the reduced original image from among the pixels constituting the reduced original image Reduced image target block setting means for setting a target block on the reduced original image, which is a target block of the image, and a reduced image search for searching a reduced reference image destination block most similar to the target block on the reduced original image from the reduced reference images And a search range setting means for setting a search range in which the search means searches for the destination block in the reference image based on the position on the reference image corresponding to the position of the destination block on the reduced reference image. More desirable.
[作用・効果]この様な構成とすれば、より正確に移動先ブロックRを参照画像上から探索することができる。上述の構成によれば、実際に縮小画像を用いることにより、元画像上のパターンの移動を大まかに知る構成となっている。この縮小画像を用いた演算コストはさほど高いものではない。そして、その後で元画像上のターゲットブロック上のパターンが参照画像上のどこに移動したかを把握するようにすれば、あたかも参照画像の広範域で移動先ブロックを検索しているかのような正確さで移動先ブロックを把握することができる。 [Operation / Effect] With such a configuration, the destination block R can be searched from the reference image more accurately. According to the above-described configuration, the actual movement of the pattern on the original image is roughly known by using the reduced image. The calculation cost using this reduced image is not so high. After that, if you know where the pattern on the target block on the original image has moved on the reference image, it will be as accurate as if you were searching for the destination block in a wide area of the reference image. Can grasp the destination block.
また、上述の画像処理装置において、探索手段は、参照画像における移動先ブロックの候補である候補ブロックの中から最もターゲットブロックに類似した移動先ブロックを探し出す際に、候補ブロックの各々を回転させたものについても類似性の判断をすればより望ましい。 Further, in the above-described image processing apparatus, the search unit rotates each of the candidate blocks when searching for a destination block most similar to the target block from candidate blocks that are candidates for the destination block in the reference image. It is more desirable if the similarity is judged about things.
[作用・効果]上述の構成によれば、元画像と参照画像との間で像の回転があったとしても的確にパターンの移動先を算出することができる。 [Operation / Effect] According to the above-described configuration, even if the image is rotated between the original image and the reference image, the movement destination of the pattern can be accurately calculated.
また、上述の画像処理装置において、ターゲット設定手段に係るターゲットブロックは飛び地を有している構成とすることもできる。 In the image processing apparatus described above, the target block according to the target setting means may be configured to have a enclave.
また、上述の画像処理装置において、ターゲット設定手段に係るターゲットブロックは注目画素を囲む周辺画素の一部を除外して構成することもできる。 In the image processing apparatus described above, the target block according to the target setting means may be configured to exclude some of the peripheral pixels surrounding the pixel of interest.
[作用・効果]上述のような構成とすれば、探索手段の演算コストを低減することができる。画素で充填されたターゲットブロックを用いて探索をするよりも計算の対象となる画素の個数が少なくなっているからである。 [Operation / Effect] With the configuration as described above, the calculation cost of the search means can be reduced. This is because the number of pixels to be calculated is smaller than the search using the target block filled with pixels.
また、上述の画像処理装置において、探索手段は、互いに異なる複数の参照画像のそれぞれの中から移動先ブロックを探し出す構成となっており、重合手段は、参照画像の各々で探索された移動先ブロックの各々に対応する重合対象ブロックの各々を元画像上のターゲットブロックに重ね合わせてフュージョンブロックを生成すればより望ましい。 Further, in the above-described image processing apparatus, the search unit is configured to search for a destination block from each of a plurality of different reference images, and the overlapping unit is configured to search for a destination block searched for in each of the reference images. It is more desirable to generate a fusion block by superimposing each of the overlapping blocks corresponding to each of the target blocks on the original image.
また、上述の画像処理装置において、探索手段は、互いに異なる複数の参照画像のそれぞれの中から移動先ブロックを探し出す構成となっており、重合手段は、参照画像の各々で探索された移動先ブロックの各々に対応する重合対象ブロックの各々に元画像上のターゲットブロックに重ね合わせて複数のフュージョンブロックを生成し、複数のフュージョンブロックを互いに重ね合わせることで最終的なフュージョンブロックを生成すればより望ましい。 Further, in the above-described image processing apparatus, the search unit is configured to search for a destination block from each of a plurality of different reference images, and the overlapping unit is configured to search for a destination block searched for in each of the reference images. It is more preferable to generate a plurality of fusion blocks by superimposing each of the blocks to be overlapped corresponding to each of the target blocks on the original image on the original image, and generating a final fusion block by superimposing the plurality of fusion blocks on each other. .
[作用・効果]上述の様な構成とすれば、複数の重合対象画像に基づいてノイズの低減ができるので、より高いノイズ除去効果を期待することができる。 [Operation / Effect] With the configuration as described above, noise can be reduced based on a plurality of images to be overlapped, so that a higher noise removal effect can be expected.
また、上述の画像処理装置において、探索手段が出力したターゲットブロックと移動先ブロックの位置関係に基づいて、ターゲットブロックの各々についての注目画素が参照画像上のどこに移動したかを把握することにより、元画像を構成する各画素の各々について参照画像上の移動先を認識し、元画像上のある画素の移動の方向および移動の距離が当該画素の周辺の画素とかけ離れている場合、当該画素の移動先が周辺の画素の移動と同じ方向に同じ距離だけ移動した位置となるようにターゲットブロックに対応する移動先ブロックを変更する編集を行う編集手段を備えればより望ましい。 Further, in the above-described image processing device, based on the positional relationship between the target block and the movement destination block output by the search unit, by grasping where the target pixel for each of the target blocks has moved on the reference image, When the movement destination on the reference image is recognized for each pixel constituting the original image and the movement direction and movement distance of a certain pixel on the original image are far from the surrounding pixels of the pixel, It is more desirable to have editing means for performing editing that changes the destination block corresponding to the target block so that the destination is the position moved by the same distance in the same direction as the movement of the surrounding pixels.
[作用・効果]上述の構成とすれば、重合対象画像における重合対象ブロックをより正確に認定することができる。 [Operation / Effect] With the above-described configuration, it is possible to more accurately identify the block to be overlapped in the image to be overlapped.
また、上述の画像処理装置において、探索手段は、参照画像の中から複数の移動先ブロックを探し出す構成となっており、重合手段は、参照画像で探索された複数の移動先ブロックの各々に対応する重合対象ブロックの各々に元画像上のターゲットブロックに重ね合わせて複数のフュージョンブロックを生成し、複数のフュージョンブロックを互いに重ね合わせることで最終的なフュージョンブロックを生成すればより望ましい。 In the above-described image processing apparatus, the search unit is configured to search for a plurality of destination blocks from the reference image, and the overlapping unit corresponds to each of the plurality of destination blocks searched for in the reference image. It is more desirable to generate a plurality of fusion blocks by superimposing each of the blocks to be superposed on the target block on the original image, and generate a final fusion block by superimposing the plurality of fusion blocks on each other.
[作用・効果]上述のような構成とすれば、複数の重合対象ブロックに基づいてノイズの低減ができるので、より高いノイズ除去効果を期待することができる。 [Operation / Effect] With the configuration as described above, noise can be reduced based on a plurality of overlapping blocks, so that a higher noise removal effect can be expected.
また、上述の画像処理装置において、探索手段は、参照画像における移動先ブロックの候補である候補ブロックの中から最もターゲットブロックに類似した移動先ブロックを探し出す際に、元画像におけるターゲットブロックに対応する参照画像上の位置に近い候補ブロックを優先的に移動先ブロックに認定するようにすれば望ましい。 In the above-described image processing apparatus, the search unit corresponds to the target block in the original image when searching for a destination block that is most similar to the target block from candidate blocks that are candidates for the destination block in the reference image. It is desirable that candidate blocks close to the position on the reference image are preferentially recognized as destination blocks.
[作用・効果]上述の構成とすれば、より現実に即したターゲットブロックの検索が可能となる。 [Operation / Effect] With the above-described configuration, it is possible to search for a target block that is more realistic.
また、上述の画像処理装置において、画像生成手段は、フュージョンブロックの元になったターゲットブロックと移動先ブロックとに写り込むパターンの違いの程度を示す変異度に基づいて、変異度が高いフュージョンブロックほどノイズ低減画像に薄く写り込むように重み付けをしながらフュージョンブロックをオーバーラップさせて足し合わせることよりノイズ低減画像を生成すればより望ましい。 In the above-described image processing apparatus, the image generation unit may be a fusion block having a high degree of variation based on the degree of variation indicating the degree of difference in the pattern reflected in the target block that is the origin of the fusion block and the destination block. It is more desirable to generate a noise-reduced image by overlapping the fusion blocks while adding weights so that the noise-reduced image is reflected lightly.
[作用・効果]上述の構成とすれば、重ね合わせに失敗したフュージョンブロックFがノイズ低減画像に強く影響してしまうことがない。 [Operation / Effect] With the above-described configuration, the fusion block F that has failed to be superimposed does not strongly affect the noise-reduced image.
また、上述の画像処理装置において、ターゲット設定手段は、元画像上の画素を注目画素に設定する画素と設定しない画素とに区別して動作すればより望ましい。 In the above-described image processing apparatus, it is more preferable that the target setting unit operates by distinguishing the pixel on the original image from the pixel that is set as the target pixel and the pixel that is not set.
[作用・効果]上述の構成によれば、フュージョンブロックFの生成動作の演算コストを抑えることができる。 [Operation / Effect] According to the above-described configuration, the calculation cost of the generation operation of the fusion block F can be suppressed.
本発明によれば、ライブ像を構成する各フレームのノイズを確実に除去することができる画像処理装置を提供できる。すなわち本発明によれば、元画像上にターゲットブロックを設定し、このターゲットブロックが重合対象画像のどこに写り込んでいるかを探索する構成となっている。本発明によれば、ブロック単位で被検体像の追跡を行い,一つの画素に対して複数の追跡結果を反映させて誤追跡を補正するので、画素個別に移動先を探す従来方法と比べて、信頼性が格段に高くなる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the image processing apparatus which can remove the noise of each flame | frame which comprises a live image reliably can be provided. That is, according to the present invention, a target block is set on the original image, and a search is made for where the target block is reflected in the superimposition target image. According to the present invention, the object image is tracked in units of blocks, and the mistracking is corrected by reflecting a plurality of tracking results for one pixel. , Reliability is significantly higher.
以降、発明を実施するための形態を示す各実施例について説明する。実施例のX線は、本発明の放射線に相当する。本発明に係る画像処理装置は、連続的に被検体を撮影することで生成される画像に対してノイズ低減処理を行うものである。 Hereinafter, each example showing a mode for carrying out the invention will be described. The X-rays in the examples correspond to the radiation of the present invention. The image processing apparatus according to the present invention performs noise reduction processing on an image generated by continuously imaging a subject.
本発明の画像処理装置10の構成について説明する。本発明の画像処理装置10は、ライブ像のノイズを低減する用途として用いられる装置である。ライブ像撮影は、X線撮影の一種であり、透視像を動画として撮影することを目的としているから、ライブ像は、動画となる。このようなライブ像撮影においては、被検体が長時間に亘りX線に晒されることになることから、被検体の被曝線量抑制のため撮影に用いられるX線の線量は、比較的低く抑えられている。したがって、ライブ像は、S/N比が悪く、統計ノイズを多く含んでいる傾向がある。
The configuration of the
本発明の画像処理装置10にライブ像Vを入力すると、図1に示すように、ライブ像Vからノイズが低減されたノイズ低減動画Vαが出力される。このとき、画像処理装置10は、ライブ像Vを構成するフレームごとに画像処理をすることで各フレームからノイズを低減し、これらを時系列順につなぎ合わせてノイズ低減動画Vαを生成する。画像処理装置10がフレームに対して行う画像処理とは、具体的には、あるフレームとその一つ前に撮影されたフレームとを重合することで各フレームにランダムに現れるノイズを相殺することによりフレーム上のノイズを低減する。この様にして、図1の複数の点で示すライブ像V上のノイズは低減され、視認性が向上したノイズ低減動画Vαが生成されるのである。
When a live image V is input to the
図2は、実施例1に係る画像処理装置10が行う画像処理の概要を表している。ライブ像Vは、継時的に撮影されたフレームが結合して構成されているものとする。図2は、フレームのうちのt番目に撮影されたフレームを入力するとノイズが低減されたフレームが出力される様子を示している。以降の説明においては、t番目のフレームを元画像Itと呼ぶことにし、t番目のフレームにノイズ低減処理を施して得られたフレームをノイズ低減画像Otと呼ぶことにする。なお、以降の説明は、断りのない限り元画像Itについてノイズ低減処理を行うときのものである。FIG. 2 illustrates an overview of image processing performed by the
画像処理装置10は、フレームが生成される度にノイズ低減処理を施す構成が前提となっている。図2は、t番目のフレームに対して画像処理が施される様子を示しているが、実は、画像処理装置10は、図2の動作をする前にt−1番目のフレームに対してノイズ低減処理を行っている。t−1番目のフレームを参照画像It−1と呼ぶことにし、t−1番目のフレームに画像処理を施して得られたフレームを重合対象画像Ot−1と呼ぶことにする。この重合対象画像Ot−1は、元画像Itの処理を行う現時点では中間画像に過ぎないが、t−1番目のフレームに画像処理を施した時には、画像処理装置10が出力するノイズ低減画像Ot−1の扱いであった。The
図2を参照すれば分かるように、画像処理装置10がt番目のフレームについて画像処理をするときは、当該フレームである元画像Itに重合対象画像Ot−1を重ね合わせることによりノイズ低減画像Otを生成する。ただし、画像処理装置10は、両画像を単純に重ね合わせるのではなく、元画像Itと参照画像It−1の比較により重ね合わせの様式を決定して重ね合わせるように動作する。この様式の決定方法が本発明における最も特徴的な部分であり、後述のターゲット設定部11,探索部12,ベクトル算出部13が担当する。これらの具体的な動作は後述のものとする。ターゲット設定部11は、本発明のターゲット設定手段に相当し、探索部12は、本発明の探索手段に相当する。As seen by reference to FIG. 2, when the
図3は、本発明の画像処理装置10の構成を具体的に説明する機能ブロック図である。以降、この図を参照しながら、画像処理装置10を構成する各部について説明する。
FIG. 3 is a functional block diagram for specifically explaining the configuration of the
<ターゲット設定部11の動作>
元画像Itは、図3に示すターゲット設定部11に入力される。ターゲット設定部11は、図4に示すように、元画像Itを構成する画素の一つを注目画素に設定する。そして、注目画素の周りの画素を周辺画素に設定する。そして、注目画素と周辺画素とから構成される画素のブロックをターゲットブロックTに設定する。図4の例では、ターゲットブロックTは、縦に画素5個分×横に画素5個分の正方形の範囲で表されている。ターゲットブロックTを構成する画素のうち、中心に位置する1個の画素が注目画素で、その周囲に位置する24個の画素が周辺画素である。<Operation of Target Setting Unit 11>
The original image I t is input to a target setting unit 11 shown in FIG. Target setting unit 11, as shown in FIG. 4, setting one of the pixels constituting the original image I t to the pixel of interest. Then, pixels around the target pixel are set as peripheral pixels. Then, a block of pixels composed of the target pixel and peripheral pixels is set as the target block T. In the example of FIG. 4, the target block T is represented by a square range of 5 pixels vertically × 5 pixels horizontally. Among the pixels constituting the target block T, one pixel located at the center is a pixel of interest, and 24 pixels located around the pixel are peripheral pixels.
<探索部12の動作>
探索部12は、元画像Itとは異なる時刻に撮影された被検体が写り込む参照画像It−1の中からターゲットブロックTに最も類似した移動先ブロックRを探し出す構成となっている。この探索部12についてより詳細に説明する。ターゲットブロックTを示す情報と、当該ターゲットブロックTに対応する注目画素の位置を示す情報、元画像It,および参照画像It−1は、探索部12に送出される。図5は、探索部12がターゲットブロックTに対する探索範囲rを参照画像It−1上に設定する様子を示している。探索部12は、参照画像It−1上におけるターゲットブロックTに相当する位置を中心としたターゲットブロックTよりも広い矩形の範囲を探索範囲rとして設定する。図5においては、注目画素(x,y)に対応するターゲットブロックをT(x,y)で表し、ターゲットブロックT(x,y)に対応する探索範囲をR(x,y)で示している。<Operation of
探索範囲rの広さは、探索部12が保持する設定値によって定められている。探索範囲rの広さは注目画素の位置に関わらず同じとすることができる。ただし、元画像Itの端部に位置する注目画素については、設定値で定められている範囲の一部が参照画像It−1からはみ出してしまうことがあり、それだけ探索範囲rが狭くなることはありうる。The width of the search range r is determined by the set value held by the
探索部12は、元画像It上のターゲットブロックT(x,y)に写り込んでいる像に類似するパターンを参照画像It−1上の探索範囲r(x,y)の中から探し出す。このように、探索部12は、限られた探索範囲rの中でパターン探索を行うようにするので探索操作は短いものとなる。
図6は、探索部12が行うパターンマッチングの動作を具体的に示している。探索部12は、図6に示すように、探索範囲rに属するターゲットブロックTと同じ形状および大きさの候補ブロックCに注目し、この候補ブロックCとターゲットブロックTの中心を重ね合わせたときに、候補ブロックCとターゲットブロックTで同位置にあるそれぞれの画素で画素値の減算結果の絶対値を算出し、それぞれの画素で算出した絶対値の総和値を算出する。この総和値は、ブロック同士がどのぐらい異なるかを示す変異度S(C)である。この変異度S(C)は、大きいほど互いのブロックに写り込む像が異なることを表しており、図6に示すように、S(C)=Σ|Ti−Ci|で表すことができる。TiはターゲットブロックTを構成するそれぞれ画素の画素値であり、Ciは候補ブロックCを構成するそれぞれの画素の画素値である。iはブロック内のそれぞれの画素の位置を表している。
FIG. 6 specifically shows the pattern matching operation performed by the
探索部12は、探索範囲r(x,y)上で候補ブロックCの位置を変更させながら、各候補ブロックCに対応する変異度S(C)を算出していく。図6右側は、候補ブロックCが探索範囲r(x,y)の左上から右下まで移動していく間に複数の変異度が求められていく様子を示している。
The
探索部12は、各候補ブロックCのうち変異度が最も小さいものを選択し、これをターゲットブロックTに写り込んでいる像に最も類似するパターンを映しこんだものであると特定する。この特定の際、探索部12は、ターゲットブロックT内のパターンと、候補ブロックC内のパターンとが互いに類似していればいるほど、変異度S(C)が小さくなる原理を利用している。仮に、両パターンが全く同一であれば、変異度S(C)は0となり、これ以上類似するパターンはない。
The
探索部12は、ターゲットブロックT(x,y)に最も類似した候補ブロックCを移動先ブロックR(x,y)であるものとして、各ブロックの画像上の位置を示すデータをベクトル算出部13に送出する。
The
<ベクトル算出部13の動作>
ベクトル算出部13は、探索部12が行った探索結果に基づいてターゲットブロックT(x,y)の移転状況を示すベクトルv(x,y)を算出する。探索部12がベクトル算出部13に出力するターゲットブロックT(x,y)の位置を示すデータとは、具体的には、ターゲットブロックTの中心にある注目画素の位置である。注目画素の位置とは具体的には、座標(x,y)である。そして、探索部12がベクトル算出部13に出力する移動先ブロックR(x,y)の位置を示すデータとは、具体的には、移動先ブロックRの中心にある画素の位置である。この中心の画素の位置を(a,b)とする。ベクトル算出部13は、始点が(x,y)であり終点が(a,b)となっているベクトルv(x,y)を算出する。このベクトルv(x,y)は、元画像It上の(x,y)の位置にある注目画素に対応するベクトルとなっている。図7は、ベクトル算出部13がターゲットブロック(x,y)についてベクトルv(x,y)を算出する様子を示している。<Operation of
The
<ベクトルマップmvの作成>
以上の説明は、元画像It上の(x,y)の位置にある注目画素についての各部11,12,13の動作についてのものである。注目画素は、元画像Itを構成する画素のうちの1つに過ぎない。元画像It上において、例えば注目画素(x,y)の右隣にある画素(x+1,y)についてもこれに対応するベクトルv(x+1,y)があるはずである。実施例1の構成によれば、元画像Itを構成する画素のすべてについて対応するベクトルを算出する構成となっている。したがって、元画像を構成する画素の個数だけ、上述の動作を各部11,12,13が繰り返すことになる。<Create vector map mv>
The above description is of the operation of each
このようにして、元画像Itを構成する画素の各々には、これに対応するベクトルが算出される。このベクトルは、ベクトルの始点を囲む5×5の元画像It上のブロックが参照画像It−1上ではどこまで移動しているかを示している。元画像Itと参照画像It−1は本来は継時的に被検体をX線撮影して得られたものなので、よく似てはいるものの像が写り込んでいる位置は互いに異なる。しかも、両画像に写り込む像は、単純に一方向に移動した関係とはならず、画像の部分によって右側に移動していたり、移動していなかったり左側に移動していたりし、移動方向も移動の大きさも様々である。本発明の構成によれば、像の移動様式を示すベクトルを画素単位で算出することでその複雑な移動様式を取得している。このベクトルは、注目画素とそれを囲むブロックの移動先を示すものであるが、便宜的には注目画素の移動先を示すとしてもよい。In this manner, each of the pixels constituting the original image I t, the vector is calculated corresponding thereto. This vector indicates whether the moving far in on the block of the original image I t is the reference image I t-1 of the 5 × 5 surrounding the starting point of the vector. Since originally the original image I t is the reference image I t-1 is a one obtained by over time to shoot X-rays a subject, a position where crowded-through statue of which are are similar are different from each other. In addition, the images that appear in both images do not simply move in one direction, and may move to the right, not move, or move to the left depending on the portion of the image. The amount of movement is also variable. According to the configuration of the present invention, the complicated movement mode is obtained by calculating a vector indicating the movement mode of the image in units of pixels. This vector indicates the target pixel and the movement destination of the block surrounding it, but may be the destination of the target pixel for convenience.
以上の説明からわかるように、元画像Itを構成する画素と同じ数だけベクトルが算出される。説明の便宜上、これらベクトルをひとまとめにして図8に示すようなベクトルマップmvで表現するものとする。このベクトルマップmvは、各ベクトルが対応する画素の配置に倣って配置されている。ベクトルマップmvに代えてテーブルなどで各ベクトルを管理してもよい。As understood from the above description, the vector by the same number as the pixels constituting the original image I t is calculated. For convenience of explanation, these vectors are collectively expressed as a vector map mv as shown in FIG. The vector map mv is arranged following the arrangement of pixels corresponding to each vector. Each vector may be managed by a table or the like instead of the vector map mv.
<ブロック重合部14の動作>
ベクトルマップmv,元画像Itおよび重合対象画像Ot−1は、ブロック重合部14に送出される。このブロック重合部14は、各ターゲットブロックTに類似する重合対象ブロックGとを重合することにより、ターゲットブロックTに写り込むノイズ成分を低減する目的で設けられている。ブロック重合部14は、本発明の重合手段に相当する。<Operation of
Vector map mv, the original image I t and polymerization object image O t-1 is sent to the
図9は、ブロック重合部14が元画像It上の(m,n)の位置にある画素についてブロック重合処理を行っている様子を示している。この画素に対応するターゲットブロックT(m,n)は、中心が(m,n)となっている縦横5×5の範囲に一致する。ブロック重合部14は、まず、元画像It上においてターゲットブロックT(m,n)を把握する。そして、ブロック重合部14は、ベクトルマップmvに属するベクトルv(m,n)を参照して、ターゲットブロックT(m,n)が重合対象画像Ot−1上でどの位置まで移動しているかを把握し、移動先に相当する重合対象ブロックG(m,n)を把握する。そして、ターゲットブロックT(m,n)と重合対象ブロックG(m,n)とを重ね合わせてフュージョンブロックF(m,n)を生成する。重合対象ブロックG(m,n)の中心は(m,n)の位置にあるとは限らない。Figure 9 shows how a
ここで、ベクトルマップmvを算出した時に用いた画像とベクトルマップmvを適用した画像とは同じものではないことに注意を要する。すなわち、ベクトルマップmvとは、算出方法からいえば、元画像Itの像がどのように動いて参照画像It−1に写り込んでいるかを示しているわけである。したがって、ベクトルマップmvは、一見重合対象画像Ot−1に何の関係もない。Here, it should be noted that the image used when the vector map mv is calculated is not the same as the image to which the vector map mv is applied. That is, the vector map mv, speaking from the calculation method is not indicate whether the crowded-through in the reference image I t-1 image of the original image I t is how moving. Therefore, the vector map mv has nothing to do with the superimposition target image O t−1 at first glance.
にもかかわらず、重合対象ブロックGを重合対象画像Ot−1から探し出す際にベクトルマップmvを用いてしまっている。ブロック重合部14は、このような動作で果たして、ターゲットブロックTに類似したブロックが探し出せるのであろうか。Nevertheless, the vector map mv is used when searching for the superposition target block G from the superposition target image Ot-1 . Can the
重合対象画像Ot−1は、元を正せば元画像It−1に対応するノイズ低減画像Ot−1である。ノイズ低減画像Ot−1は、元画像It−1と重合対象画像Ot−2を重ね合わせて生成されたものである。ただ、両画像に写り込む被検体像は違う。ノイズ低減画像Ot−1は、このような事情を踏まえ、重合対象画像Ot−2の断片化し、元画像It−1の像に断片上の像が重なるように重合されて生成されている。したがって、ノイズ低減画像Ot−1には、元画像It−1に写り込む被検体像と同じものが写り込んでいるわけである。両画像の主な違いは、ノイズが写り込んでいるかどうかであり、写り込む被検体像は同じである。The superimposition target image O t-1 is a noise-reduced image O t-1 corresponding to the original image It -1 if the original is corrected. The noise reduced image O t-1 is generated by superimposing the original image It -1 and the superimposition target image Ot-2 . However, the subject images reflected in both images are different. In view of such circumstances, the noise reduced image O t-1 is generated by fragmenting the image to be overlapped O t-2 and superimposing the image on the fragment so as to overlap the image of the original image It -1. Yes. Therefore, the noise reduced image O t-1 includes the same image as the subject image reflected in the original image It -1 . The main difference between the two images is whether or not noise is reflected, and the subject images to be reflected are the same.
ということは、元画像Itに対して処理を行う時に、参照画像It−1に基づいて生成したベクトルマップmvを重合対象画像Ot−1に適応させれば、元画像It上のターゲットブロックTに類似した重合対象画像Ot−1上のブロックが見つかるというわけである。That is, when performing processing on an original image I t, if caused to adapt the vector map mv generated based on the reference image I t-1 to be polymerized image O t-1, on the original image I t That is, a block on the polymerization target image O t-1 similar to the target block T is found.
それでは、重合対象画像Ot−1を用いてベクトルマップmvを生成すればよかったようにも思われる。もちろんそのような方法はある。しかし、ターゲットブロックTの移動を知るには、元画像Itと等価の画像を用いるのが望ましい。重合対象画像Ot−1は、既にノイズ除去処理がなされた画像であり、元画像Itと等価な画像とは言えない点が探索処理に不向きである。したがって、実施例1においては、参照画像It−1を用いてベクトルマップmvを生成するようにしているのである。Then, it seems that the vector map mv should just be produced | generated using superposition | polymerization object image Ot-1 . Of course there is such a method. However, to know the movement of the target block T, to use the original image I t equivalent image is desirable. Polymerization object image O t-1 is an image already noise removal process has been performed, the original image I t equivalent image is not suitable in that it can not be said the search process. Therefore, in the first embodiment, the vector map mv is generated using the reference image It -1 .
以上の説明は、元画像It上の(m,n)の位置にある画素についてのブロック重合部14の動作についてのものである。この画素は、元画像Itを構成する画素のうちの1つに過ぎない。元画像It上において、例えば画素(m,n)の右隣にある画素(m+1,n)についてもこれに対応するフュージョンブロックF(m+1,n)があるはずである。実施例1の構成によれば、元画像Itを構成する画素のすべてについて対応するフュージョンブロックを算出する構成となっている。したがって、元画像を構成する画素の個数だけ、上述の動作をブロック重合部14が繰り返すことになる。The above description is of the operation of the
なお、ターゲットブロックT(m,n)と重合対象ブロックG(m,n)とを重ね合わせる際に、所定の重みづけを加えるようにしてもよい。すなわち、ターゲットブロックT(m,n)が重合対象ブロックG(m,n)の二倍だけ濃くフュージョンブロックF(m,n)に写り込むように重みづけの設定値を調整することが可能である。この場合、繰り返し実行される両ブロックT,Gの足し合わせは、すべて同じ重みづけで行われることになる。このように、ブロック重合部14は、被検体像が参照画像It−1と同じ位置に写り込んでいる重合対象画像Ot−1において移動先ブロックRと同じ位置にある重合対象ブロックGを元画像It上のターゲットブロックTに重ね合わせてフュージョンブロックFを生成する。Note that a predetermined weight may be added when the target block T (m, n) and the superposition target block G (m, n) are overlapped. That is, it is possible to adjust the set value of the weight so that the target block T (m, n) is darker than the superposition target block G (m, n) by two times and is reflected in the fusion block F (m, n). is there. In this case, all the blocks T and G that are repeatedly executed are added with the same weight. Thus,
<画像生成部15の動作>
ブロック重合部14が生成した複数のフュージョンブロックFを示している。これらフュージョンブロックFを示すデータは、フュージョンブロックFの位置を示すデータとともに画像生成部15に送出される。画像生成部15は、本発明の画像生成手段に相当する。<Operation of
The several fusion block F which the block superposition |
画像生成部15は、図10に示すように各フュージョンブロックFを重ね合わせて画像サイズが元画像Itと同じ重合画像Stを生成する。このときのフュージョンブロックFの重ね合わせ方法について説明する。あるフュージョンブロックF(x,y)は、5×5の矩形に配置される25個の画素から構成され、中心の画素aは(x,y)の位置にある。画像生成部15は、フュージョンブロックF(x,y)を重合画像Stの(x,y)の位置に配置する。したがって、中心の画素aは、重合画像Stの(x,y)の位置に配置される。同様に、画像生成部15は、フュージョンブロックF(x+1,y)を重合画像Stの(x+1,y)の位置に配置する。
このとき、フュージョンブロックF(x,y)とフュージョンブロックF(x+1,y)とは互いにオーバーラップしているはずである。画像生成部15は、このオーバーラップしている部分については、画素値の加算を行うことで重ね合わせを実行する。
At this time, the fusion block F (x, y) and the fusion block F (x + 1, y) should overlap each other. The
それでは、重合画像Stの(x,y)の位置にある画素aには、何枚のフュージョンブロックが重畳しているのであろうか。フュージョンブロックFは、25個の画素から構成される。画素aを有しているフュージョンブロックFには、図11に示すように画素aを右下隅に有しているものもあれば、右下隅の左隣に有しているものもあり、中心に有しているものもあり、左上隅に有しているものもある。より一般的に言えば、画素aは、−2≦m≦2,−2≦n≦2としたときに表される25種類のフュージョンブロックF(x+m,y+n)のいずれにも登場する。重合画像Stには、これらのフュージョンブロックFがいずれも重なり合っているので、重合画像Stの画素aには、25枚のフュージョンブロックFが多重に重なり合っていることになる。 Then, how many fusion blocks are superimposed on the pixel a at the position (x, y) of the superimposed image St? The fusion block F is composed of 25 pixels. Some fusion blocks F having the pixel a have the pixel a in the lower right corner as shown in FIG. 11, while others have the pixel a at the left of the lower right corner. Some have, others have in the upper left corner. More generally speaking, the pixel a appears in any of 25 types of fusion blocks F (x + m, y + n) expressed when −2 ≦ m ≦ 2 and −2 ≦ n ≦ 2. Since all these fusion blocks F overlap with the superposed image St, 25 fusion blocks F overlap with the pixel a of the superposed image St.
このような重合画像Stは元画像Itとかけ離れた存在である。すなわち、画素値が元画像Itの25倍程度高いのである。フュージョンブロックFは、それだけで元画像Itと同等な画素値を有する画像断片である。重合画像Stを構成する画素は、このフュージョンブロックFが25枚積み重なって構成されているので、画素値も25倍程度となっているわけである。Such polymerization image St is the presence far removed from the original image I t. That is, the pixel value is higher 25 times the original image I t. Fusion block F is an image fragment with equivalent pixel values and only the original image I t it. Since the pixels constituting the superposed image St are formed by stacking 25 fusion blocks F, the pixel value is also about 25 times.
そこで本発明の画像生成部15は、図12に示すように重合画像Stに対して除算処理を行うことで画素値のレベルを元画像Itと同程度まで落とすようにしている。なお、重合画像の端部においては、フュージョンブロックFの重なり枚数が25枚よりも少ない場合もあり得る。したがって、画像生成部15は、重合画像Stの場所によって何枚のフュージョンブロックFが重ねられるかを示す重合状況マップに基づいて重合画像Stの除算処理を画素ごとに変えながら実行する。とはいえ、画像生成部15は、重合画像Stの中心部に位置している画素の多数派について画素値を25で除算する処理を行うことにはなる。Therefore the
除算処理後の画像こそが、ノイズ低減画像Otである。このノイズ低減画像Otは、元画像Itからノイズ成分を除去したような画像となっており、ノイズ低減動画Vαを構成するフレームとして画像処理装置10から出力される。また、このノイズ低減画像Otは、元画像It+1についてノイズ低減処理を行う場合の重合対象画像となる。このノイズ低減処理における参照画像Itは、図2に係る元画像Itと同じものである。The image after the division processing is the noise reduced image O t . The noise reduced image O t is a picture such as to remove a noise component from the original image I t, is output from the
完成したノイズ低減画像Otには、元画像Itと同じ被検体像を映しこんでいるのでこの理由について説明する。ノイズ低減画像Otは、元画像Itと重合対象画像Ot−1とが重ねられて構成される。元画像Itに写り込む被検体像と重合対象画像Ot−1に写り込む被検体像とは全く同じ像ではなく、部分的に位置ズレが起きている。画像処理装置10は、この位置ズレを補正して両画像の重ね合わせを行う。すなわち、フュージョンブロックFを生成する際に、元画像Itと重合対象画像Ot−1の位置ズレの補正がなされているわけである。つまり、重合対象画像Ot−1は、写り込む像が元画像Itに対応するように矯正されてノイズ低減画像Otに重ねられている。The finished noise reduced image O t, for this reason will be described since the crowded reflects the same subject image and the original image I t. Noise reduced image O t is constructed from the original image I t and polymerization object image O t-1 are overlapped. Original image visible on captured I t the subject image polymerized object image O t-1 rather than in exactly the same image from the subject image bleeds through, partly misalignment has occurred. The
一方、画像処理装置10の処理は、元画像Itからしてみれば、一度細かい断片にされて、それがまた一つの画像に戻っただけである。したがって、ノイズ低減画像Otは、元画像Itに写り込む像のうちノイズ成分のみが除去されたような画像となり、両画像に写り込む被検体像は同じものとなる。このような事情は、重合対象画像Ot−1と元画像It−1とに同じ被検体像が写り込んでいる理由ともなっている。On the other hand, the processing of the
このようにして、画像生成部15は、注目画素の位置を変えながらターゲットブロックTが次々と設定されるのに伴い、フュージョンブロックFを次々と画像上で重畳させることにより元画像Itに写り込むノイズが低減されたノイズ低減画像Otを生成する。この際、画像生成部15は、ノイズ低減画像Ot上におけるフュージョンブロックFの位置が元画像It上におけるターゲットブロックTの位置と同じ位置となるように動作する。In this manner, the
このように、画像生成部15は、フュージョンブロックFにおける注目画素の位置が元画像Itと同じになるようにフュージョンブロックFを画像上に配置する動作を異なる注目画素について行うことにより元画像Itに写り込むノイズが低減されたノイズ低減画像Otを生成する。そして、画像生成部15は、フュージョンブロックFをオーバーラップさせながら足し合わせた後、画像上の画素の画素値を当該画素においてフュージョンブロックFの足し合わせが何回されたかを示す積算回数で除算することによりノイズ低減画像Otを生成する。Thus, the
<その他の構成>
以上の説明は、本発明に係る画像処理装置の基本的な動作である。本発明の構成は、上述の動作に加えて、追加的な動作を行うことで種々の目的合わせた画像処理ができるようになっている。したがって、以下に説明する重みづけ設定部16,ベクトル編集部17は、必要な場合に応じて適宜動作させたりさせなかったりすることが可能である。<Other configurations>
The above description is the basic operation of the image processing apparatus according to the present invention. The configuration of the present invention can perform image processing for various purposes by performing additional operations in addition to the above-described operations. Therefore, the
<重みづけ設定部16>
重みづけ設定部16は、ブロック重合部14が元画像It上のターゲットブロックTと重合対象画像Ot−1上の重合対象ブロックGとを重ね合わせる際に関連する構成となっている。この重みづけ設定部16は、重ね合わせの様式をターゲットブロックTごとに変更させる設定値をブロック重合部14に出力する。ブロック重合部14は、ターゲットブロックTごとに異なる様式で重ね合わせを実行することになる。<Weight setting
すなわち、重みづけ設定部16を動作させない構成においては、ブロック重合部14は、一定の重みづけに基づいて両ブロックT,Gを重ね合わせることでターゲットブロックTのすべてに対して重合対象ブロックGを同じ濃さで重ね合わせるように動作する。重みづけ設定部16を動作させるようにすると、ブロック重合部14は、あるターゲットブロックTに対しては、重合対象ブロックGをより濃く重ね合わせる動作をし得るし、別のターゲットブロックTに対しては、重合対象ブロックGをより薄く重ね合わせる動作をし得る。
That is, in a configuration in which the
この重みづけ設定部16の動作には、複数の方式がある。以降、各方式について詳細に説明する。
There are a plurality of methods for the operation of the
<重みづけ設定部16の動作:画素単位で重みづけを変える方式>
図13は、重みづけ設定部16が画素単位で重みづけを変える方式で動作している場合を説明している。この図13では、元画像Itにおいて(x,y)の位置にあるターゲットブロックT(x,y)の左上端の画素Aに重合対象ブロックG(x,y)の左上端の画素aが重ね合わせられる様子を示している。このとき、ブロック重合部14は、ターゲットブロックT(x,y)上の画素Aに対応する重みづけの設定値βAを重みづけ設定部16より受信して、フュージョンブロックF(x,y)の左上端の画素が画素A×(1−βA)と画素a×βAとの和となるように重合動作を行う。仮にβAが0だとすると、ターゲットブロックT(x,y)の画素Aに全く重合対象ブロックG(x,y)の画素aを重ね合わせずにフュージョンブロックFが生成される。また、βAが0.5だとすると、ターゲットブロックT(x,y)の画素Aと重合対象ブロックG(x,y)の画素aとが同じ強度で重ね合わされてフュージョンブロックFにおける左上端の画素が生成される。すなわちβが大きくなるにつれ重合対象ブロックGの画素aの重ね合わせは次第に強くなる。このようにして生成されたフュージョンブロックFに基づいて生成されたノイズ低減画像Otは、部分によって重合対象画像Ot−1が濃く重ねられていたり、薄く重ねられていたりする。<Operation of Weight Setting Unit 16: Method of Changing Weight in Pixel Unit>
FIG. 13 illustrates a case where the
重みづけ設定部16は、ターゲットブロックT上の各画素と設定値βとが関連したテーブルを参照して、ブロック重合部14が重合しようとしているターゲットブロックTのある画素に対応した設定値βをブロック重合部14に送信する構成となっている。したがって、テーブルはターゲットブロックTの数だけある。ターゲットブロックTの間で共通のテーブルが用いられるわけではない。
The
元画像Itのある画素Aは、ターゲットブロックT(x,y)に属している。ターゲットブロックT(x,y)と重合対象ブロックG(x,y)とが重ねられる際に、画素Aと画素aとが互いに重ねられる。この重ね合わせの重みづけの設定値はβAである。このβAは、後述するように、画素Aの画素値と画素aの画素値で決まる。ところで、この画素Aは、ターゲットブロックT(x−1,y)にも属している。ターゲットブロックT(x−1,y)と重合対象ブロックG(x−1,y)とが重ねられる際に、画素Aは、重合対象画像Ot−1上のある画素が重ねられる。この重ねられる画素が先ほどの画素aと同じになる保証はない。探索部12は、ターゲットブロックTの各々について個別に探索をするので、ターゲットブロックT(x,y)の探索結果とターゲットブロックT(x−1,y)の探索結果とは互いに独立しているからである。A pixel A in the original image It belongs to the target block T (x, y). When the target block T (x, y) and the overlap target block G (x, y) are overlapped, the pixel A and the pixel a are overlapped with each other. Weighting setting of this superposition is beta A. This β A is determined by the pixel value of the pixel A and the pixel value of the pixel a, as will be described later. Incidentally, the pixel A also belongs to the target block T (x−1, y). When the target block T (x−1, y) and the overlap target block G (x−1, y) are overlapped, a certain pixel on the overlap target image O t−1 is overlapped on the pixel A. There is no guarantee that the overlapping pixel is the same as the previous pixel a. Since the
重合対象ブロックG(x−1,y)上の画素のうち画素Aに重ねられるのは、画素aとは異なる画素αになったとする。画素aと画素αとは互いに異なる画素なので画素値は互いに異なっていることが多い。ターゲットブロックT(x−1,y)と重合対象ブロックG(x−1,y)とが重ねられる際に、画素Aと画素αとが互いに重ねられる。この重ね合わせの重みづけの設定値βαは、画素Aの画素値と画素αの画素値で決まる。ということは、同じ画素Aの重ね合わせでもターゲットブロックTが違うと設定値βも違う可能性があるというわけである。したがって、設定値βは、ターゲットブロックTごとに算出する必要がある。一つの画素Aに対して設定値βは、ターゲットブロックTの数だけ繰り返し算出されることになる。It is assumed that a pixel α different from the pixel a is superimposed on the pixel A among the pixels on the overlapping block G (x−1, y). Since the pixel a and the pixel α are different from each other, the pixel values are often different from each other. When the target block T (x-1, y) and the polymerization target block G (x-1, y) are overlapped, the pixel A and the pixel α are overlapped with each other. The set value β α of the superposition weight is determined by the pixel value of the pixel A and the pixel value of the pixel α. That is, even if the same pixel A is overlapped, the set value β may be different if the target block T is different. Therefore, the set value β needs to be calculated for each target block T. The set value β for one pixel A is repeatedly calculated for the number of target blocks T.
図14は、ターゲットブロックT(x,y)が重合処理を受ける際に重みづけ設定部16が参照する設定値βのテーブルTβ(x,y)を表している。このテーブルTβ(x,y)には、ある画素A,B…に固有の設定値βA,βB,…が配列されている。このテーブルTβ(x,y)は、記憶部20が記憶している。FIG. 14 shows a table Tβ (x, y) of setting values β referred to by the
重みづけ設定部16は、ブロック重合部14がブロックの重合に関する動作をする前にテーブルTβ(x,y)を生成している。このテーブルTβ(x,y)の生成方法について説明する。図15は、重みづけ設定部16がテーブルTβ(x,y)生成するときに参照する画素値差の絶対値|A−a|と重みづけの設定値βとの関係性を示している。この関係性を示すデータは、記憶部20が記憶している。
The
絶対値|A−a|は、各画素がどのくらい異なっているかを示す指標である。これが高いと、画素値の違いが大きく、画素Aは画素aに対して異なっていることになる。 The absolute value | A−a | is an index indicating how different each pixel is. When this is high, the difference in pixel value is large, and the pixel A is different from the pixel a.
図15を見ればわかるように、絶対値|A−a|とβとの関連性は、絶対値|A−a|が小さいほどβが大きくなるように設定される。絶対値|A−a|が小さいということは、ターゲットブロックT上の画素Aと重合対象ブロックG上の画素aとは互いに似ていることを表している。ということは両画素に現れている被検体像が似ていると考えることができ、画素Aに画素aを濃いめに重ね合わせても、像の重複が起こらない。本発明の構成によれば、このような場合は、βを大きくして画素A上のノイズが確実に消去されるようにしている。 As can be seen from FIG. 15, the relationship between the absolute value | A−a | and β is set such that β decreases as the absolute value | A−a | decreases. The fact that the absolute value | A−a | is small indicates that the pixel A on the target block T and the pixel a on the overlapping block G are similar to each other. That is, it can be considered that the subject images appearing on both pixels are similar, and even if the pixel a is superimposed on the pixel A so as to be darker, no overlapping of the images occurs. According to the configuration of the present invention, in such a case, β is increased so that the noise on the pixel A is surely eliminated.
一方、絶対値|A−a|が大きいということは、ターゲットブロックT上の画素Aと重合対象ブロックG上の画素aとは互いに異なることを表している。ということは両画素に現れている被検体像が異なるわけであるから、画素Aに画素aを濃いめに重ね合わせる動作を繰り返すと結果として得られるノイズ低減画像Otに被検体像が2重に写り込むことになってしまう。そこで、本発明の構成によれば、このような場合は、βを小さくして被検体像の重複を抑制している。On the other hand, the fact that the absolute value | A−a | is large indicates that the pixel A on the target block T and the pixel a on the overlap target block G are different from each other. This means that the subject images appearing on both pixels are different, so that when the operation of superimposing the pixel a on the pixel A is repeated, the subject image is duplicated in the resulting noise-reduced image O t. It will be reflected. Therefore, according to the configuration of the present invention, in such a case, β is reduced to suppress the overlap of the subject images.
このように画素単位で重みづけを変える方式によれば、ブロック重合部14は、重みづけ設定部16より重みづけの設定値βを取得して、フュージョンブロックFを構成する画素ごとに個別の重みづけで元画像It上のターゲットブロックTの画素と対応する重合対象画像Ot−1上の重合対象ブロックGの画素とを重合する構成となっている。ターゲットブロックTに属する画素の画素値と重合対象ブロック上の対応画素の画素値との差の絶対値が大きくなるにつれ、次第に重合対象ブロックGがフュージョンブロックFに承継されないように重ね合わせの重みづけが変更される。According to the method of changing the weight in units of pixels in this way, the
上述の構成によれば、重みづけ設定部16は、設定値βの設定に重合対象画像Ot−1上の重合対象ブロックGに属する画素の画素値を用いていたが、重合対象ブロックGに代えて参照画像It−1上の移動先ブロックRに属する画素の画素値を設定値βの設定に用いるようにしてもよい。According to the above configuration, the
<重みづけ設定部16の動作:ブロック単位で重みづけを変える方式>
上述の方式は、重ね合わせの重みづけを画素単位で変える構成であった。本発明はこのような構成に限られない。図16は、重みづけ設定部16がブロック単位で重みづけを変える方式で動作している場合を説明している。この図16では、元画像Itにおいて(x,y)の位置にあるターゲットブロックT(x,y)に重合対象ブロックG(x,y)が重ね合わせられる様子を示している。このとき、ブロック重合部14は、ターゲットブロックT(x,y)に対応する重みづけの設定値γx,yを重みづけ設定部16より受信して、フュージョンブロックF(x,y)がターゲットブロックT×(1−γx,y)と重合対象ブロックG×γx,yとの和となるように重合動作を行う。<Operation of Weight Setting Unit 16: Method of Changing Weight in Block Unit>
The above-described method has a configuration in which the weighting of superposition is changed in units of pixels. The present invention is not limited to such a configuration. FIG. 16 illustrates a case where the
仮にγx,yが0だとすると、ターゲットブロックT(x,y)に全く重合対象ブロックG(x,y)を重ね合わせずにフュージョンブロックFが生成される。また、γx,yが0.5だとすると、ターゲットブロックT(x,y)と重合対象ブロックG(x,y)とが同じ強度で重ね合わされてフュージョンブロックFが生成される。すなわちγが大きくなるにつれ重合対象ブロックGの重ね合わせは次第に強くなる。If γ x, y is 0, a fusion block F is generated without superimposing the polymerization target block G (x, y) on the target block T (x, y). Further, if γ x, y is 0.5, the target block T (x, y) and the polymerization target block G (x, y) are overlapped with the same intensity to generate the fusion block F. That is, as γ increases, the superposition of the polymerization target blocks G gradually increases.
重みづけ設定部16は、ターゲットブロックTと設定値γとが関連したテーブルを参照して、ブロック重合部14が重合しようとしているターゲットブロックTに対応した設定値γをブロック重合部14に送信する構成となっている。このようにして生成されたフュージョンブロックFに基づいて生成されたノイズ低減画像Otは、部分によって重合対象画像Ot−1が濃く重ねられていたり、薄く重ねられていたりする。The
図17は、重みづけ設定部16が参照する設定値γのテーブルTγを表している。このテーブルTγには、あるターゲットブロックT(a,b)に固有の設定値γ(a,b)が配列されている。このテーブルTγは、記憶部20が記憶している。
FIG. 17 shows a table Tγ of setting values γ referred to by the
重みづけ設定部16は、ブロック重合部14がブロックの重合に関する動作をする前にテーブルTγを生成している。このテーブルTγの生成方法について説明する。元画像Itにおいて(x,y)の位置にあるターゲットブロックT(x,y)の中央の画素を代表画素Mとし、重合対象ブロックG(x,y)の中央の画素を代表画素mとする。図18は、重みづけ設定部16がテーブルTγを生成するときに参照する代表画素値差の絶対値|M−m|と重みづけの設定値γとの関係性を示している。この関係性を示すデータは、記憶部20が記憶している。The
絶対値|M−m|は、ターゲットブロックTの代表画素と重合対象ブロックGの代表画素がどのくらい異なっているかを示す指標である。これが高いと、代表画素値の違いが大きく、代表画素Mは代表画素mに対して異なっていることになる。重みづけ設定部16があるターゲットブロックT(a,b)についての重みづけの設定値γ(a,b)を求める時には、重合対象ブロック(a,b)の絶対値|M−m|a,bを用いる。すなわち、重みづけ設定部16は、図18に示されている関連性において、絶対値|M−m|a,bに対応する重みづけの設定値γを読みだして、これをターゲットブロックT(a,b)に対応する設定値γa,bにする。The absolute value | M−m | is an index indicating how much the representative pixel of the target block T and the representative pixel of the overlapping block G are different. When this is high, the difference in the representative pixel value is large, and the representative pixel M is different from the representative pixel m. When obtaining the weighting setting value γ (a, b) for the target block T (a, b) with the
図18を見ればわかるように、絶対値|M−m|とγとの関連性は、絶対値|M−m|が小さいほどγが大きくなるように設定される。絶対値|M−m|が小さいということは、ターゲットブロックTと重合対象ブロックGとは互いに似ていることを表している。ということは両ブロックに現れている被検体像が似ているわけであるから、ターゲットブロックTに重合対象ブロックGを濃いめに重ね合わせても、像の重複が起こらない。本発明の構成によれば、このような場合は、γを大きくしてターゲットブロックT上のノイズが確実に消去されるようにしている。 As can be seen from FIG. 18, the relationship between the absolute value | M−m | and γ is set such that γ increases as the absolute value | M−m | decreases. The fact that the absolute value | M−m | is small indicates that the target block T and the polymerization target block G are similar to each other. This means that the subject images appearing in both blocks are similar, so that even if the polymerization target block G is superimposed on the target block T so as to be darker, no image overlap occurs. According to the configuration of the present invention, in such a case, γ is increased to ensure that the noise on the target block T is eliminated.
一方、絶対値|M−m|が大きいということは、ターゲットブロックTと重合対象ブロックGとは互いに異なることを表している。ということは両ブロックに現れている被検体像が異なるわけであるから、ターゲットブロックTに重合対象ブロックGを濃いめに重ね合わせてしまうと像が重複してしまう。そこで、本発明の構成によれば、このような場合は、γを小さくして被検体像の重複を抑制している。 On the other hand, a large absolute value | M−m | indicates that the target block T and the polymerization target block G are different from each other. This means that the subject images appearing in the two blocks are different, so that if the polymerization target block G is superimposed on the target block T in a deeper manner, the images will overlap. Therefore, according to the configuration of the present invention, in such a case, the overlap of the subject images is suppressed by reducing γ.
このようにして生成されたノイズ低減画像Otは、ある部分では、重合対象画像Ot−1が濃く重ねられてノイズ成分が確実に目立たなくなっており、また別の部分では重合対象画像Ot−1が薄く重ねられて像の重複が目立たなくなっている。したがって、重みづけ設定部16を備えた構成によれば、より視認性に優れたノイズ低減画像Otが取得できるようになる。The noise-reduced image O t generated in this way is such that the superimposition target image O t-1 is darkly superimposed in one part and the noise component is not clearly noticeable, and the superposition target image O t in another part. -1 is overlapped thinly and the overlap of images is not noticeable. Therefore, according to the configuration including the
このように、ブロック単位で重みづけを変える方式によれば、ブロック重合部14は、重みづけ設定部16より重みづけの設定値γを取得して、フュージョンブロックFを生成するごとに個別の重みづけで元画像It上のターゲットブロックTおよび重合対象画像Ot−1上の重合対象ブロックGを重合する構成となっている。ターゲットブロックT上の代表画素値と重合対象ブロックG上の代表画素値との差の絶対値|M−m|が大きくなるにつれ、次第に重合対象ブロックがフュージョンブロックFに承継されないように重ね合わせの重みづけが変更される。As described above, according to the method of changing the weight in units of blocks, the
上述の構成によれば、重みづけ設定部16は、設定値γの設定に重合対象画像Ot−1上の重合対象ブロックGに属する画素の画素値を用いていたが、重合対象ブロックGに代えて参照画像It−1上の移動先ブロックRに属する画素の画素値を設定値γの設定に用いるようにしてもよい。According to the above-described configuration, the
本発明の構成は、重みづけ設定部16の他に追加的な動作を行うことができるようになっている。以降、ベクトルマップmvの生成に係るベクトル編集部17の構成について説明する。ベクトル編集部17は、本発明の編集手段に相当する。
The configuration of the present invention can perform an additional operation in addition to the
<ベクトル編集部17の動作>
ベクトルマップmvは、元画像It上のターゲットブロックTが参照画像It−1上のどこに移動したかを示すベクトルから構成されるマップである。被検体像は参照画像It−1と重合対象画像Ot−1との間で変化はないから、ベクトルマップmvは、重合対象画像Ot−1上におけるターゲットブロックTの移動先を示しているわけである。しかし、このベクトルマップmvは、次のような問題を抱えている。<Operation of
Vector map mv is a map composed of vector indicating whether the target block T of the original image I t is moved anywhere on the reference image I t-1. Since the subject image does not change between the reference image It -1 and the superimposition target image Ot-1 , the vector map mv indicates the destination of the target block T on the superposition target image Ot-1. That is why. However, this vector map mv has the following problems.
すなわち、ベクトルマップmvは、複数の候補ブロックCの中から最もターゲットブロックTに似ているものを選びこれをターゲットブロックTに対応する移動先ブロックRであるものと決めつけて生成されている。したがって、移動先ブロックRに対応する重合対象ブロックGをターゲットブロックTに重ね合わせると、ターゲットブロックT上のノイズがかえって目立つ場合がある。この様な現象は、特に元画像上に多くのノイズ成分が分布している場合によく起こる。 In other words, the vector map mv is generated by selecting a candidate block C that is most similar to the target block T from among a plurality of candidate blocks C and determining that this is the destination block R corresponding to the target block T. Therefore, when the overlapping block G corresponding to the destination block R is superimposed on the target block T, noise on the target block T may be noticeable. Such a phenomenon often occurs particularly when many noise components are distributed on the original image.
探索部12は、無理にでも候補ブロックCの中からターゲットブロックTに似ているものを探索する。ターゲットブロックTに激しいノイズが写り込んでいると、探索部12は、このノイズのパターンを参照画像内部から探し出そうとしてしまう。すると、探索部12は、ターゲットブロックTに写り込むノイズ成分のパターンに最も似た候補ブロックCを移動先ブロックRであるものと認識する。ベクトルマップmvには、このような無理やり移動先ブロックRを選んだことによって得られた結果も含まれてしまっている。
The
このように、探索部12に無理に移動先ブロックRを選ばせれば、写り込むノイズ成分がターゲットブロックTのノイズ成分と類似していることを理由に移動先ブロックRが選ばれるような場合も出てくる。このような場合、両ブロックを重ね合わせると、ノイズ成分が強め合う結果となり、かえってノイズが目立ってしまうわけである。この様なノイズが強め合う現象は、元画像ItにおいてS/N比が低い場合に起こり、元画像Itにおけるノイズ成分が強く表れている部分以外にも、ターゲットブロックTに被検体像が写り込んでいない場合にも起こりえる。As described above, if the
ベクトル編集部17は、このような探索部12の欠点を補うべくベクトルマップmv上におけるターゲットブロックTの注目画素が起点で、ターゲットブロックTに無意味に似ている移動先ブロックRの中心が終点となっているベクトルを探し出し、これをゼロベクトルに変更することでベクトルマップmvを編集する。
The
ベクトル編集部17は、元画像Itと参照画像It−1とを用いてベクトルマップmvを構成する各ベクトルを検証する。図19は、ベクトル編集部17がベクトルマップmvの(x,y)の位置にあるベクトルに対して検証を行っている様子を示している。ベクトル編集部17は、まず、探索部12より、ターゲットブロックT(x,y)と移動先ブロックR(x,y)との間の変異度S(R)x,yを取得する。図19の上側は、変異度S(R)x,yの算出の様子を模式的に表している。
続いて、ベクトル編集部17は、参照画像It−1上の(x,y)の位置を中心としたターゲットブロックTと同じ大きさ同じ形をしたブロックを認識する。このブロックは、参照画像It−1において元画像It上のターゲットブロックTと同じ位置にあるブロックで、同位置ブロックO(x,y)と呼ぶことにする。移動先ブロックRよりもこの同位置ブロックOを用いてフュージョンブロックFを生成した方がノイズ低減画像Otの画質が向上する場合がある。移動先ブロックRに対応する重合対象ブロックGをターゲットブロックTに重ね合わせると、上述のように互いのブロックに写り込むノイズ成分が強め合う場合があるからである。この様な場合、ターゲットブロックTの同一位置上にある重合対象画像Ot−1上のブロックを重ね合わせてフュージョンブロックFを生成した方が互いのブロックに写り込むノイズ成分が消去されて都合がよい。動画に写り込むノイズ成分は、常に揺らいでおり、各フレームの特定の一部に写り込むノイズ成分のパターンは経時的に変化して同じにならないからである。問題は、フュージョンブロックFの生成に同位置ブロックOを使うかどうかをどうやって判断するかというところにある。ベクトル編集部17は、変異度S(R),S(O)を用いてこの判断を行うようにしている。Subsequently, the
ベクトル編集部17は、ターゲットブロックT(x,y)と同位置ブロックO(x,y)との間で変異度S(O)x,yを算出する。したがって、S(O)=Σ|Ti−Oi|で表すことができる。TiはターゲットブロックTを構成するそれぞれ画素の画素値であり、Oiは同位置ブロックOを構成するそれぞれの画素の画素値である。iはブロック内のそれぞれの画素の位置を表している。図19の下側は、変異度S(O)x,yが算出される様子を模式的に表している。The
ベクトル編集部17は、移動先ブロックR(x,y)に係る変異度S(R)x,yと同位置ブロックO(x,y)に係る変異度S(O)x,yとの間で比較をする。同位置ブロックO(x,y)は、実は、探索部12において移動先ブロックRを探索する際に候補ブロックCであった。この同位置ブロックO(x,y)は、かつてはターゲットブロックT(x,y)に最も似ているかもしれない候補ブロックCになっておきながら、結局は、最も似ているものとしては選ばれなかったという事情がある。従って、同位置ブロックO(x,y)と移動先ブロックR(x,y)とが異なる位置にある場合、必ず変異度S(R)x,yは変異度S(O)x,yよりも小さいことになる。The
問題は、変異度S(R)x,yが優位に変異度S(O)x,yよりも小さいといえるかである。図20の左側は、変異度S(R)x,yが優位に変異度S(O)x,yよりも低い場合を示している。同位置ブロックO(x,y)は、ターゲットブロックT(x,y)が参照画像It−1上のどこにいるかを考える際にまず最初に候補として考えられるブロックである。元画像Itと参照画像It−1とは連写画像であるから、元画像It上の被検体像は、参照画像It−1上においてそうは遠くには移動していないはずだからである。移動先ブロックR(x,y)がこのような同位置ブロックO(x,y)よりも優位にターゲットブロックT(x,y)に類似しているということは、移動先ブロックR(x,y)の選択の信頼性は高いということになる。The problem is whether the degree of mutation S (R) x, y is predominantly smaller than the degree of mutation S (O) x, y . The left side of FIG. 20 shows a case where the degree of mutation S (R) x, y is significantly lower than the degree of mutation S (O) x, y . The co-located block O (x, y) is a block that is first considered as a candidate when considering where the target block T (x, y) is on the reference image It -1 . Since the original image I t and the reference image I t-1 is a continuous image, the object image on the original image I t is the case in the reference image I t-1 because it should not moved away It is. The fact that the destination block R (x, y) is more similar to the target block T (x, y) than the same-position block O (x, y) means that the destination block R (x, y) The reliability of the selection of y) is high.
一方、図20の右側に示すように、変異度S(R)x,yが変異度S(O)x,yに似通っている場合、移動先ブロックR(x,y)が同位置ブロックO(x,y)よりも優位にターゲットブロックT(x,y)に類似しておらず、移動先ブロックR(x,y)の選択の信頼性は低いということになる。On the other hand, as shown on the right side of FIG. 20, when the degree of mutation S (R) x, y is similar to the degree of mutation S (O) x, y , the destination block R (x, y) is the same position block O. It is not similar to the target block T (x, y) over (x, y), and the reliability of selection of the destination block R (x, y) is low.
具体的には、ベクトル編集部17は、変異度S(O)x,y/変異度S(R)x,yが一定の値以上の場合は、ベクトルマップmv上の(x,y)の位置にあるベクトルの信頼性が高いものと認識し、変異度S(O)x,y/変異度S(R)x,yが一定の値と同じかそれ以下の場合は、ベクトルの信頼性が低いものと認識する。Specifically, the
ベクトル編集部17は、ベクトルマップmv上のベクトルのすべてについて上述の検証をし、信頼性の低いベクトルv(a,b)を図21に示すようにゼロベクトルに変更するような編集をベクトルマップmvに対して行う。したがって、ベクトルの上書きがなされた(a,b)の位置についてブロック重合部14は、図22に示すように、重合対象画像Ot−1における重合対象ブロックG(x,y)が元画像ItにおけるターゲットブロックTと同じ位置となる。The
すなわち、本発明における画像処理装置では、ベクトル編集部17により、ターゲットブロックTに有意に類似しているブロックが参照画像It−1上で見つからない場合、元画像It上のターゲットブロックTと同一位置に相当する重合対象画像Ot−1上のブロックをターゲットブロックTに重ね合わせる構成となっている。このようにすることで、ターゲットブロックTに無意味に似ている重合対象画像Ot−1上のブロックをターゲットブロックTに重ね合わせて、ノイズ低減画像Otが乱れることを防ぐことができる。That is, in the image processing device of the present invention, the
元画像It上のターゲットブロックTと同一位置に相当する重合対象画像Ot−1上のブロックは、ある程度の類似性が保証されている。元画像Itと重合対象画像Ot−1に写り込む被検体像を写す参照画像It−1とが連続写真だからである。これに比べて、ターゲットブロックTに類似するブロックを複数の候補ブロックCの中から探し出す場合、変異度の比較が行われるわけである。この方法は、変異度を類似性の指標に用いているに過ぎないわけであるから、これだけを頼りにしてブロックの重合を行うと間違いが生じる可能性が高い。そこで、本発明によれば、変異度S(R)が変異度S(O)よりも十分に低いとは言えないときは、移動先ブロックRがターゲットブロックTに似ていると決めつけることを避けている。本発明の構成によれば、このような場合、ターゲットブロックTと同一位置に相当する重合対象画像Ot−1上のブロックを重合の対象とすることで、大きな誤りを避けノイズ低減画像Ot全体の信頼性を高めようとしている。Block on polymerization object image O t-1, which corresponds to the target block T the same position on the original image I t is guaranteed a certain degree of similarity. A reference image I t-1 to reproduce the subject image bleeds through the original image I t to be polymerized image O t-1 is because sequential photographs. In contrast, when searching for a block similar to the target block T from among a plurality of candidate blocks C, the degree of mutation is compared. In this method, the degree of mutation is merely used as an index of similarity, and therefore, there is a high possibility that an error will occur if the block is polymerized only on this basis. Therefore, according to the present invention, when it cannot be said that the degree of mutation S (R) is sufficiently lower than the degree of mutation S (O), it is avoided that the destination block R is similar to the target block T. ing. According to the configuration of the present invention, in such a case, a block on the superimposition target image O t-1 corresponding to the same position as the target block T is set as a target of superposition, thereby avoiding a large error and reducing the noise reduced image O t. We are trying to improve the overall reliability.
このように、ベクトル編集部17は、参照画像It−1においてターゲットブロックTの位置にある同位置ブロックOを設定して、移動先ブロックRが同位置ブロックOと比較してターゲットブロックに優位に類似していない場合、探索部12が探し出した移動先ブロックRを同位置ブロックOとするような上書を探索手段の出力であるベクトルマップmvに対して行う。In this way, the
各部11,12,13,14,15,16,17は、種々のプログラムを実行するCPUにより実現される。各部11,12,13,14,15,16,17は、それぞれを担当する個別の処理装置により実現されていてもよい。
Each
以上のように、本発明によれば、ライブ像Vを構成する各フレームのノイズを確実に除去することができる画像処理装置10を提供できる。すなわち本発明によれば、元画像It上にターゲットブロックTを設定し、このターゲットブロックTが重合対象画像Ot−1のどこに写り込んでいるかを探索する構成となっている。このようにターゲットブロックTの移転先を重合対象画像Ot−1の中から探し出すようにすれば、元画像It上の被検体像を重合対象画像Ot−1上で追跡しつつ画像同士の重合を行うことができるので、重合により被検体が二重に写り込んでしまうことがない。As described above, according to the present invention, it is possible to provide the
また、本発明によれば、ブロック単位で被検体像の追跡を行い,一つの画素に対して複数の追跡結果を反映させて誤追跡を補正するので、画素個別に移動先を探す従来方法と比べて、信頼性が格段に高くなる。 In addition, according to the present invention, the object image is tracked in units of blocks, and a plurality of tracking results are reflected on one pixel to correct mistracking. Compared with this, the reliability becomes much higher.
また、上述の構成によれば、フュージョンブロックFをオーバーラップさせながら足し合わせた後、画像上の画素の画素値を当該画素においてフュージョンブロックFの足し合わせが何回されたかを示す積算回数で除算するようにしている。このようにすれば、より信頼性の高いノイズ低減画像Otが生成できる。Further, according to the above-described configuration, after adding the fusion blocks F while overlapping, the pixel value of the pixel on the image is divided by the number of integrations indicating how many times the fusion block F is added in the pixel. Like to do. In this way, a more reliable noise reduction image O t can be generated.
その理由について説明する。ノイズ低減画像Otを構成する画素の各々の画素値は、ターゲットブロックTと重合対象ブロックGとを重ね合わせた結果である。重合対象ブロックGは、ターゲットブロックTに写り込む被検体像と同じものが写り込んでいるはずではあるが、探索部12が移動先ブロックRの誤認を起こしてしまうと、重合対象画像Ot−1のうち重合対象ブロックGにふさわしくない部分が重合対象ブロックGに選択される場合が少なからず発生する。The reason will be described. Each of the pixel values of pixels constituting the noise reduced image O t is a result of superposition of the target block T and polymerized target block G. The overlap target block G should have the same subject image as the target block T, but if the
上述の構成によれば、ノイズ低減画像Otを構成する各画素は、一つの重合対象ブロックGに基づいて構成されるわけではない。すなわち、各画素は、異なる重合対象ブロックGが多重に重ね合わせられて構成されるのである。したがって、重合対象ブロックGの誤認識が生じたとしても、ノイズ低減画像Otにおける影響は限定的となる。誤認識に係る重合対象ブロックGは、多重に重ねられた数ある重合対象ブロックGのうちの一つに過ぎないからである。According to the above-described configuration, each pixel constituting the noise reduced image O t is not configured based on one overlapping block G. That is, each pixel is configured by superimposing different superposition target blocks G in multiple layers. Therefore, even if the recognition target block G is erroneously recognized, the influence on the noise-reduced image O t is limited. This is because the polymerization target block G related to misrecognition is only one of the multiple polymerization target blocks G that are overlapped.
本発明によれば、フュージョンブロックFの足し合わせの後、各画素の画素値をフュージョンブロックFの積算回数で除算してノイズ低減画像を生成するので、ノイズ低減画像の画素値レベルは、元画像Itとほぼ同様となる。According to the present invention, after adding the fusion blocks F, the pixel value of each pixel is divided by the number of integrations of the fusion block F to generate a noise reduced image. It becomes substantially the same as the I t.
また、ブロック重合部14がフュージョンブロックFを構成する画素ごとに個別の重みづけで元画像It上のターゲットブロックTの画素と対応する重合対象画像Ot−1上の重合対象ブロックGの画素とを重合する構成とし、ターゲットブロックTに属する画素の画素値と重合対象ブロックG上の対応画素の画素値との差の絶対値が大きくなるにつれ、次第に重合対象ブロックがフュージョンブロックFに承継されないように重ね合わせの重みづけを変更すれば、元画像Itにおいて被検体像の動きが激しい部分については、重合対象画像Ot−1の重ね合わせが軽微なものとなる。このようにすれば、ノイズ低減画像において被検体像が二重化するのをより確実に防ぐことができる。The pixel of the polymerization the block G on the polymerization object image O t-1 to block
画素ごとに重みづけを変更する方法では、画像処理に時間がかかりすぎてしまう。そこで、ターゲットブロックT上の画素値と重合対象ブロックG上の画素値との差の絶対値が大きくなるにつれ、次第に重合対象ブロックGがフュージョンブロックFに承継されないように重ね合わせの重みづけを変更すれば、重みづけの変更がブロック単位となるので、より高速に画像処理をすることが可能となる。 In the method of changing the weight for each pixel, the image processing takes too much time. Therefore, as the absolute value of the difference between the pixel value on the target block T and the pixel value on the overlapping block G increases, the overlapping weight is changed so that the overlapping block G is not succeeded to the fusion block F gradually. In this case, since the weight change is performed in units of blocks, it is possible to perform image processing at a higher speed.
また、本発明のベクトル編集部17によれば次のような効果がある。元画像上のターゲットブロックTと参照画像上の同位置ブロックの両ブロックにおいて、両ブロックに写り込んだ被検体像に移動がない場合もしくは両ブロックにそもそも被検体像が写り込んでいない場合、参照画像It−1上の同位置ブロックは、ある程度ターゲットブロックTに類似していることが保証された状態である。したがって、フュージョンブロックFを生成する際に、探索部12によりターゲットブロックTに対応するブロックを重合対象画像Ot−1から探し出して重ね合わせるよりも、重合対象画像Ot−1におけるターゲットブロックTに相当する部分をそのまま重ね合わせたほうがより視認性がよくなる場合がある。The
上述の構成によれば、所定条件の場合、探索部12による探索結果を破棄して、重合対象画像Ot−1におけるターゲットブロックTに相当する部分をそのまま重ね合わせるようにし、ターゲットブロックTに対して似ているがために本来は移動していないのにも関わらず移動したという認定を受けた重合対象ブロックGが重ねられてフュージョンブロックFが生成されることがなくなり、ノイズ低減画像の視認性がよりよくなる。According to the above-described configuration, in the case of the predetermined condition, the search result by the
本発明は上述の構成に限られず下記のように変形実施することができる。 The present invention is not limited to the above-described configuration, and can be modified as follows.
(A)上述の構成によれば、元画像Itを構成するターゲットブロックTの各々に対して同様な探索動作を行うようにしていたが、本発明はこの構成に限られない。すなわち、あるターゲットブロックTについて移動先ブロックRを探索しておいて、それ以降のターゲットブロックTの探索には、先ほどの探索結果を反映するようにしてもよい。According to the configuration of (A) above, had to perform the same search operation for each target block T constituting the original image I t, the present invention is not limited to this configuration. In other words, the movement destination block R may be searched for a certain target block T, and the search result may be reflected in the subsequent search for the target block T.
図23は、本変形例に基づく動作を説明している。ターゲット設定部11は、元画像It上を構成する画素の一つである画素pを注目画素としてターゲットブロックTを設定する。探索部12は、ターゲットブロックTの探索を例えば参照画像It−1の全面を探索範囲rとして行う。このようにすることで、ターゲットブロックTの参照画像It−1上の移動先を確実に発見することができる。画素pの決定の方法は、特に限定はされない。例えば、画素pの位置をあらかじめ設定するようにしたり、操作者に選択させるようにしたりしてもよい。また、微分処理により画像上の特徴点を抽出しこれを画素pとしてもよい。そして、被検体の骨の一部など画像上において目立つ点を画素pとしてもよい。FIG. 23 illustrates an operation based on this modification. Target setting unit 11 sets a target block T as a target pixel to pixel p, which is one of pixels constituting the upper original image I t. The
図24は、画素pの近傍にある画素qを注目画素としてターゲットブロックTを設定し、このブロックの移動先を参照画像It−1上から探索しようとしている状態を示している。この場合、探索部12は、まず、画素qが画素pからどのように離れているかを元画像It上で認識する。このとき、画素qは、横方向にkx,縦方向にkyだけ離れているものとする。FIG. 24 shows a state where the target block T is set with the pixel q in the vicinity of the pixel p as the target pixel, and the movement destination of this block is being searched from the reference image It -1 . In this case, the
参照画像It−1上における点pの移動先から横方向にkx,縦方向にkyだけ離れた画素sのあたりに画素qの移動先があるはずである。探索部12は、画素qを注目画素とするターゲットブロックTを参照画像It−1から探し出す時は、画像全域から探索することはせずに、画素sを中心として探索範囲rを定めてこの範囲で探索を実行する。There should be a movement destination of the pixel q around a pixel s that is separated by kx in the horizontal direction and ky in the vertical direction from the movement destination of the point p on the reference image It -1 . When searching for the target block T having the pixel q as the target pixel from the reference image It -1 , the
すなわち、本変形例の探索部12は、ある注目画素について移動先ブロックRの探索を参照画像It−1のうちの広い範囲にわたって探索する正確性優先モードと、正確性優先モードの探索結果に基づいて正確性優先モードの処理対象となった注目画素とは異なる注目画素について移動先ブロックRの探索を参照画像It−1のうちの狭い範囲にわたって探索する速度優先モードの二つのモードに基づいて動作し、速度優先モードは、正確性優先モードの処理対象となった注目画素と、正確性優先モードの探索で発見された注目画素の参照画像It−1上における移動先の画素との位置関係に基づき、現在探索対象となっている注目画素の移動先の位置を参照画像It−1上で予想し、予想された位置を囲む範囲にわたって移動先ブロックRを探索するように動作する。That is, the
本変形例の構成によれば、探索部12は、正確だが時間がかかる正確性優先モードで探索を元画像It上の限られた注目画素に対して行う。このモードによって発見された移動先ブロックRの中心は、注目画素の移動先を正確に表しているはずである。したがって、元画像Itにおいて当該注目画素の周辺にある画素が参照画像It−1上でどこにあるかというと、当該注目画素の参照画像It−1上における移動先の画素の周辺にあるに違いない。そこで、このような周辺の画素について探索を行う場合は、移動先の画素の周辺のみを探索するようにしている。これが速度優先モードである。このような構成とすれば、探索部12は、高速性と正確性との両方を兼ね備えた探索動作をすることができるようになる。According to the configuration of the present modification, the
(B)上述の構成によれば、元画像Itと参照画像It−1とは、継時的に連写される画像であったが、本発明はこの構成に限られない。図25に示すように、参照画像として画像It−1の代わりに画像Ot−1を用いることができる。この画像Ot−1は、画像It−1についてのノイズ低減画像である。(B) According to the above arrangement, the original image I t and the reference image I t-1, was the image over time to communicate photographed, the present invention is not limited to this configuration. As shown in FIG. 25, it is possible to use the image O t-1 instead of the image I t-1 as a reference image. This image O t-1 is a noise-reduced image for the image It -1 .
(C)上述の構成によれば、重合対象画像は、画像It−1についてのノイズ低減画像Ot−1であったが、本発明はこの構成に限られない。図26に示すように、重合対象画像として画像Ot−1の代わりに画像It−1を用いることができる。この画像It−1と元画像Itとは、継時的に連写された画像であり、画像It−1の方が先に撮影されている。(C) According to the above configuration, the polymerization target image, was the noise reduced image O t-1 of the image I t-1, the present invention is not limited to this configuration. As shown in FIG. 26, an image It -1 can be used instead of the image Ot-1 as the image to be overlapped. This and the image I t-1 and the original image I t, an image over time to photographed communication, towards the image I t-1 is taken first.
(D)上述の構成によれば、元画像Itと参照画像It−1とは、継時的に連写される画像であり、重合対象画像は、画像It−1についてのノイズ低減画像Ot−1であったが、本発明はこの構成に限られない。図27に示すように、参照画像として画像It−1の代わりに画像Ot−1を用い、重合対象画像として画像Ot−1の代わりに画像It−1を用いることができる。この画像Ot−1は、画像It−1についてのノイズ低減画像であり、画像It−1と元画像Itとは、継時的に連写された画像である。画像It−1の方が元画像Itよりも先に撮影されている。(D) According to the above arrangement, the original image I t and the reference image I t-1, an image to be over time to communicate photographed, polymerization target image, the noise reduction for the image I t-1 Although the image is O t−1 , the present invention is not limited to this configuration. As shown in FIG. 27, using the image O t-1 instead of the image I t-1 as a reference image, an image I t-1 instead of the image O t-1 can be used as a polymerization target image. This image O t-1 is the noise-reduced image of the image I t-1, and the image I t-1 and the original image I t, an image over time to photographed communication. If the image I t-1 have been taken earlier than the original image I t.
すなわち、本発明の画像処理装置10は、(a1)重合対象画像を元画像Itの前に撮影された画像に対して画像処理をしたときに得られるノイズ低減画像とし、(b1)参照画像を元画像Itの前に撮影された画像とすることができる。また、本発明の画像処理装置10は、(a1)重合対象画像を元画像Itの前に撮影された画像に対して画像処理をしたときに得られるノイズ低減画像とし、(b2)参照画像を元画像Itの前に撮影された画像に対応するノイズ低減画像とすることができる。That is, the
同様に、本発明の画像処理装置10は、(a2)重合対象画像を元画像Itの前に撮影された画像とし、(b1)参照画像を元画像Itの前に撮影された画像とすることができる。また、本発明の画像処理装置10は、(a2)重合対象画像を元画像Itの前に撮影された画像とし、(b2)参照画像は、元画像Itの前に撮影された画像に対応するノイズ低減画像とすることができる。Similarly, the
(E)上述の構成によれば、重みづけの設定は、元画像上のターゲットブロックTと重合対象画像上の画素値を用いたが、本発明はこの構成に限らない。図28に示すように、重みづけの設定は、元画像上のターゲットブロックTと参照画像上の移動先ブロックRの画素値を用いても構わない。図29に示すように、上述の変形例(D)であっても同様である。 (E) According to the above-described configuration, the weighting is set using the target block T on the original image and the pixel value on the overlap target image, but the present invention is not limited to this configuration. As shown in FIG. 28, the weighting may be set using pixel values of the target block T on the original image and the destination block R on the reference image. As shown in FIG. 29, the same applies to the above-described modified example (D).
上述のように本発明の画像処理装置は、様々な態様を選択して実現することができる。このような選択性の高さは画像処理の自由度を高めることに貢献する。画像処理装置10は、ライブ像を構成するフレームについてノイズ低減処理を連続的に行う構成となっている。ノイズ低減処理ごとに図2,図25,図26,図27,図28,図29で説明した4方法のいずれかで行うように構成してもよい。
As described above, the image processing apparatus of the present invention can be realized by selecting various modes. Such high selectivity contributes to increasing the degree of freedom of image processing. The
<更なる変形例>
図30は、実施例1に係る画像処理を模式的に描いたものとなっている。元画像に写り込んでいる1から9までの番号は、画像に写り込む像を示している。参照画像にも1から9までの番号が写り込んでいるが、写り込む位置は元画像の位置と同じとはなっていない。重合対象画像に上の1から9までの番号の写り込む位置は参照画像上の位置と同じである。実施例1に係る画像処理では、まず、ターゲット設定部11により元画像の一部をターゲットブロックTに設定する。図30においては、ターゲットブロックTは、数字の5を囲む範囲に設定されたものとする。探索部12は、ターゲットブロックTに写り込む数字の5と同じ模様を参照画像内で探索する。探索により見つかった領域が移動先ブロックRである。ブロック重合部14は、移動先ブロックRに対応する重合対象画像上の範囲である重合対象ブロックGを認識して、これを元画像上のターゲットブロックTに重合してフュージョンブロックFを生成する。この様な動作を元画像上の他の位置でも実行することで、複数のフュージョンブロックFが生成される。画像生成部15は、これらフュージョンブロックFを多重に重畳させることでノイズ低減画像を生成する。<Further modifications>
FIG. 30 schematically illustrates image processing according to the first embodiment.
以上が実施例1に係る画像処理の概要である。この構成の一部を変更した種々の変形例について説明する。 The above is the outline of the image processing according to the first embodiment. Various modifications in which a part of this configuration is changed will be described.
(1)図30においては、移動先ブロックRと重合対象ブロックGが同じ大きさをしていたが、本発明はこの構成に限られない。移動先ブロックRが重合対象ブロックGよりも大きい構成とすることもできる。図31は、当該変形例を説明している。ターゲット設定部11は、元画像上に大きなターゲットブロックT(大きさは移動先ブロックRと同じ)を設定する。 (1) In FIG. 30, the movement destination block R and the superposition target block G have the same size, but the present invention is not limited to this configuration. The movement destination block R may be larger than the polymerization target block G. FIG. 31 illustrates the modification. The target setting unit 11 sets a large target block T (the size is the same as the movement destination block R) on the original image.
探索部12は、ターゲットブロックTに写り込むパターンを有する範囲を参照画像の中から探し出し、移動先ブロックRを設定する。ブロック重合部14は、移動先ブロックRに対応する重合対象画像上の範囲である重合対象ブロックGを認識する。しかしこのときの重合対象ブロックGは、移動先ブロックRよりも小さな範囲となっている。移動先ブロックRと重合対象ブロックGは大きさが違うものの、ブロックの中心が各画像の間で同じ位置にある同一形状の画素ブロックである。ブロック重合部14は、元画像上に小さな元画像上重合ブロックItg(大きさは重合対象ブロックGと同じ)を設定する。元画像上重合ブロックItgはターゲットブロックTよりも小さいものの元画像上の注目画素を中心に持つ同一形状の画素ブロックである。
The
実は、元画像上重合ブロックItgと重合対象ブロックGは、同じ大きさをした同一形状の画素ブロックとなっている。ブロック重合部14は、元画像上重合ブロックItgと重合対象ブロックGとを重ねてフュージョンブロックFを生成する。このように本変形例によれば、ブロック重合部14に係る重合対象ブロックGの範囲がターゲットブロックTおよび移動先ブロックRの範囲よりも狭い構成となっている。
Actually, the superposed block Itg on the original image and the superposed block G are pixel blocks having the same size and the same shape. The
この様な動作を行えば、重合対象ブロックGよりも外側の領域を評価して重合対象ブロックGの決定ができるのでより高い信頼性のもとでフュージョンブロックFの生成を実行することができる。 By performing such an operation, it is possible to determine the superposition target block G by evaluating the region outside the superposition target block G, so that the fusion block F can be generated with higher reliability.
(2)図30においては、移動先ブロックRと重合対象ブロックGが同じ大きさをしていたが、本発明はこの構成に限られない。重合対象ブロックGが移動先ブロックRよりも大きい構成とすることもできる。図32は、当該変形例を説明している。ターゲット設定部11は、元画像上に小さなターゲットブロックT(大きさは移動先ブロックRと同じ)を設定する。 (2) In FIG. 30, the movement destination block R and the polymerization target block G have the same size, but the present invention is not limited to this configuration. The superposition | polymerization object block G can also be set as the structure larger than the movement destination block R. FIG. FIG. 32 illustrates the modification. The target setting unit 11 sets a small target block T (the size is the same as the movement destination block R) on the original image.
探索部12は、ターゲットブロックTに写り込むパターンを有する範囲を参照画像の中から探し出し、移動先ブロックRを設定する。ブロック重合部14は、移動先ブロックRに対応する重合対象画像上の範囲である重合対象ブロックGを認識する。しかしこのときの重合対象ブロックGは、移動先ブロックRよりも大きな範囲となっている。移動先ブロックRと重合対象ブロックGは大きさが違うものの、ブロックの中心が各画像の間で同じ位置にある同一形状の画素ブロックである。ブロック重合部14は、元画像上に大きな元画像上重合ブロックItg(大きさは重合対象ブロックGと同じ)を設定する。元画像上重合ブロックItgはターゲットブロックTよりも大きいものの元画像上の注目画素を中心に持つ同一形状の画素ブロックである。
The
実は、元画像上重合ブロックItgと重合対象ブロックGは、同じ大きさをした同一形状の画素ブロックとなっている。ブロック重合部14は、元画像上重合ブロックItgと重合対象ブロックGとを重ねてフュージョンブロックFを生成する。このように、本変形例によれば、ブロック重合部14に係る重合対象ブロックGの範囲がターゲットブロックTおよび移動先ブロックRよりも広い構成となっている。
Actually, the superposed block Itg on the original image and the superposed block G are pixel blocks having the same size and the same shape. The
この様な動作を行えば、よりノイズが除去されたノイズ低減画像を生成することができる。フュージョンブロックFを大きくすればノイズ低減画像を生成するときに多重に重畳される画素が増えるからである。図33は、この様な事情を説明している。図33の左側は、フュージョンブロックFが小さい場合を示している。フュージョンブロックFは縦2×横2の大きさしかないから、ノイズ低減画像上のある画素は、4つのフュージョンブロックFが多重に重畳しているに過ぎない。一方、図33の右側は、フュージョンブロックFが大きい場合を示している。フュージョンブロックFは縦3×横3の大きさがあるから、ノイズ低減画像上のある画素は、9つのフュージョンブロックFが多重に重畳していることになる。 By performing such an operation, it is possible to generate a noise-reduced image from which noise is further removed. This is because if the fusion block F is made larger, the number of pixels superimposed in a multiple manner when a noise-reduced image is generated increases. FIG. 33 illustrates such a situation. The left side of FIG. 33 shows a case where the fusion block F is small. Since the fusion block F has only a size of 2 × 2 in the vertical direction, a certain pixel on the noise-reduced image has only four fusion blocks F superimposed on each other. On the other hand, the right side of FIG. 33 shows a case where the fusion block F is large. Since the fusion block F has a size of 3 × 3 in the vertical direction, nine fusion blocks F are superimposed on a certain pixel on the noise-reduced image.
元画像からノイズを消去する場合、ノイズ低減画像上の画素に多重に重畳されるフュージョンブロックFの数が多い方が望ましい。フュージョンブロックFの数が多いほど画素上のノイズが平均化されて消去されるからである。したがって、フュージョンブロックFを大きくした方がノイズ除去の効果が高いのである。 When erasing noise from the original image, it is desirable that the number of fusion blocks F superimposed on the pixels on the noise-reduced image is larger. This is because as the number of fusion blocks F increases, noise on the pixels is averaged and erased. Therefore, the effect of noise removal is higher when the fusion block F is made larger.
フュージョンブロックFを大きくしようとしたとき、実施例1の考えに従えば、ターゲットブロックTをフュージョンブロックFの大きさに合わせることになる。そうすると、確かにフュージョンブロックFは大きくなるわけであるが、ターゲットブロックTが大きくなった分だけ探索部12の演算コストが大きくなる。本変形例によれば、探索部12の演算コストを増大させずにフュージョンブロックFを大きくしてノイズ除去の効果を高めることができる。
When trying to enlarge the fusion block F, the target block T is matched to the size of the fusion block F according to the idea of the first embodiment. In this case, the fusion block F certainly increases, but the calculation cost of the
(3)実施例1の図5によれば、ターゲットブロックTの位置に基づいて移動先ブロックRを探索する範囲である探索範囲rを設定するようにしていたが、本発明はこの構成に限られない。探索範囲rを縮小画像に基づいて決定するようにしてもよい。図34は、本変形例の探索範囲rの決定に係る機能ブロック図を示している。画像縮小部9は、元画像および参照画像を縮小する構成となっている。
(3) According to FIG. 5 of the first embodiment, the search range r, which is a range for searching the destination block R, is set based on the position of the target block T. However, the present invention is not limited to this configuration. I can't. The search range r may be determined based on the reduced image. FIG. 34 shows a functional block diagram relating to the determination of the search range r of the present modification. The
以下、図34で説明した各部の動作について説明する。図35は、画像縮小部9により元画像および参照画像が縮小される様子を示している。元画像を縮小したものを縮小元画像、参照画像を縮小したものを縮小参照画像と呼ぶことにする。元画像および参照画像は画像縮小部9により同じ縮小率で縮小され、同じサイズの縮小画像になる。
Hereinafter, the operation of each unit described with reference to FIG. 34 will be described. FIG. 35 shows how the original image and the reference image are reduced by the
図36は、縮小元画像および縮小参照画像を用いて参照画像上に探索範囲rを設定する動作を示している。すなわち、本変形例では、縮小元画像において注目画素が設定され、注目画素に対応する縮小元画像上ターゲットブロックTcが設定される。このとき縮小元画像上ターゲットブロックTcの設定を実行するのが縮小画像ターゲット設定部11aである。縮小画像ターゲット設定部11aの動作は、実施例1のターゲット設定部11と同様である。縮小元画像上ターゲットブロックTcは例えば縦に画素5個分×横に画素5個分の正方形の範囲となっており、実施例1のターゲット設定部11が取り扱うターゲットブロックTと同じである。つまり、縮小画像ターゲットブロック設定部11aは、実施例1の図5の左側と同様な動作をするわけである。しかし、この場合の縮小元画像上ターゲットブロックTcの設定は、縮小元画像に対してなされるので、画像に対するターゲットブロックTの大きさは図5の場合と比べて相対的に大きくなっている。設定された縮小元画像上ターゲットブロックTcに関するデータは、縮小画像探索部12aに送出される。
FIG. 36 shows an operation for setting the search range r on the reference image using the reduced original image and the reduced reference image. That is, in the present modification, the target pixel is set in the reduced original image, and the target block Tc on the reduced original image corresponding to the target pixel is set. At this time, the reduced image target setting unit 11a executes the setting of the target block Tc on the reduced original image. The operation of the reduced image target setting unit 11a is the same as that of the target setting unit 11 of the first embodiment. The target block Tc on the reduced original image is, for example, a square range of 5 pixels vertically × 5 pixels horizontally and is the same as the target block T handled by the target setting unit 11 of the first embodiment. That is, the reduced image target block setting unit 11a performs the same operation as that on the left side of FIG. However, since the target block Tc on the reduced original image in this case is set for the reduced original image, the size of the target block T with respect to the image is relatively larger than in the case of FIG. Data relating to the set target block Tc on the reduced original image is sent to the reduced
縮小画像探索部12aは、縮小元画像上で設定された注目画素に対応する縮小参照画像上の画素を含む範囲を縮小画像探索範囲に設定して、この範囲内で縮小元画像上ターゲットブロックTcに類似したパターンを有する縮小参照画像上移動先ブロックRcを探索する。縮小参照画像上移動先ブロックRcを探索する様子は、実施例1の図5および図6と同様である。つまり縮小画像探索部12aは、実施例1の図5および図6と同様な動作をするわけである。なお、縮小画像探索部12aの動作において、縮小参照画像上移動先ブロックRcを探索する範囲(探索範囲)を設定する必要は必ずしもない。この場合の縮小参照画像上移動先ブロックRcの探索は、画像サイズの小さな縮小参照画像に対してなされるので、探索にかかる演算コストがさほど大きくないからである。
The reduced
縮小参照画像上移動先ブロックRcに関するデータは、探索範囲設定部9に送出される。探索範囲設定部9は、縮小参照画像上で発見された縮小参照画像上移動先ブロックRcに基づいて縮小前の参照画像上に探索範囲rを設定する。したがって、探索部12は、一度縮小画像探索部12aが探索した範囲についても仕切り直してもう一度ターゲットブロックTの探索を実行することになる。この場合の探索部12は、縮小元画像上ターゲットブロックTcよりも高解像度のターゲットブロックTを用いて動作するのでブロックの探索をより厳密に行うことができる。
Data relating to the reduced reference image upper block Rc is sent to the search
探索範囲設定部9の動作について説明する。縮小参照画像上移動先ブロックRcに相当する範囲は縮小前の参照画像上にもあるはずである。このときの範囲は、縮小参照画像上移動先ブロックRを拡大したような範囲になっているはずである。探索範囲設定部9は、縮小画像上移動先ブロックRcの位置に対応する参照画像上の位置を基準に探索範囲rを設定する。このとき探索範囲rは、縮小参照画像上移動先ブロックRcに対応する参照画像上の範囲(対応範囲)よりも広めに設定される。探索部12が参照画像上でターゲットブロックTの移動先を探索する際、移動先が対応範囲からはみ出して存在する場合に備える必要性からである。
The operation of the search
縮小画像ターゲット設定部11a,縮小画像探索部12a,探索範囲設定部9は、この様な動作を縮小元画像上の画素の各々を順番に注目画素に設定しながら、縮小元画像の全域について縮小前の参照画像上の探索範囲rを設定する。この縮小元画像の各画素と探索範囲rが関連したデータは、探索部12に送出される。
The reduced image target setting unit 11a, the reduced
各部8,9,11a,12aは、種々のプログラムを実行するCPUにより実現される。各部8,9,11a,12aは、それぞれを担当する個別の処理装置により実現されていてもよい。
Each
図37は、本変形例におけるターゲット設定部11,探索部12の動作を示している。まず、ターゲット設定部11は、図5で説明したように、元画像上のある注目画素に対応するターゲットブロックTを設定する。ターゲットブロックTは例えば縦に画素5個分×横に画素5個分の正方形の範囲となっている。探索部12は、ターゲット設定部11よりターゲットブロックTに関するデータを受信し、このターゲットブロックTに対応する注目画素が縮小元画像のどこに位置するかを算出する。縮小画像の各画素には探索範囲rが設定されているので、探索部12は、ターゲット設定部11が設定したターゲットブロックTに対応する注目画素が縮小画像上のどの画素に対応するかが分かれば、ターゲット設定部11が設定したターゲットブロックTに対応する探索範囲rを知ることができる。図37は、探索部12がターゲットブロックTに対応する探索範囲rを参照画像上に定めた様子を示している。参照画像における探索範囲r外の部分は探索除外領域であり、探索部12は、この領域を無視して移動先ブロックRの探索動作を実行する。その様子は、図6を用いてした説明と同様である。探索部12は、探索範囲rの中から移動先ブロックRを探し出す。参照画像上の移動先ブロックRの同位置にある重合対象画像の画素ブロックが重合対象ブロックGとなる。
FIG. 37 shows operations of the target setting unit 11 and the
すなわち、本変形例によれば、元画像および参照画像を縮小して縮小元画像および縮小参照画像を生成する画像縮小部9と、縮小元画像を構成する画素の中から注目画素および縮小元画像上のターゲットブロックである縮小元画像上ターゲットブロックTcを設定する縮小画像ターゲット設定部11aと、縮小参照画像の中から縮小元画像上ターゲットブロックTcに最も類似した縮小参照画像上移動先ブロックRcを探し出す縮小画像探索部12aと、縮小参照画像上移動先ブロックRcに対応する参照画像上の範囲を探索部12が参照画像において移動先ブロックRを探索する範囲である探索範囲rに設定する探索範囲設定部9を備えている。画像縮小部は、本発明の画像縮小手段に相当し、本発明の縮小画像ターゲットブロック設定手段に相当する。縮小画像探索部は、本発明の縮小画像探索手段に相当し、探索範囲設定部は、本発明の探索範囲設定手段に相当する。
That is, according to the present modification, the
本変形例の様な構成とすれば、より正確に移動先ブロックRを参照画像上から探索することができる。実施例1の図5によれば、元画像上のターゲットブロックTに対応する参照ブロック上の範囲を拡大して探索範囲rが決定されていた。この様な動作は、元画像上のターゲットブロックT上のパターンは、ターゲットブロックTに対応する参照画像上の位置の近くにあるに違いないという予想に基づいて成り立っている。この予想は外れることもある。一方、本変形例の構成によれば、実際に縮小画像を用いることにより、元画像上のパターンの移動を大まかに知る構成となっている。この縮小画像を用いた演算コストはさほど高いものではない。本変形例は、その後で元画像上のターゲットブロックT上のパターンが参照画像上のどこに移動したかを把握するようにしている。したがって、あたかも参照画像の広範域で移動先ブロックRを検索しているかのような正確さで移動先ブロックRを把握することができる。 With the configuration as in this modification, the destination block R can be searched from the reference image more accurately. According to FIG. 5 of the first embodiment, the search range r is determined by expanding the range on the reference block corresponding to the target block T on the original image. Such an operation is based on the expectation that the pattern on the target block T on the original image must be near the position on the reference image corresponding to the target block T. This expectation can be disappointing. On the other hand, according to the configuration of the present modification, the configuration is such that the movement of the pattern on the original image is roughly known by actually using the reduced image. The calculation cost using this reduced image is not so high. In this modification, it is grasped where the pattern on the target block T on the original image has moved on the reference image thereafter. Therefore, it is possible to grasp the destination block R with accuracy as if the destination block R is searched in a wide area of the reference image.
なお、図36の説明では、1つの縮小画像セット(縮小元画像および縮小参照画像)により直接に探索範囲rを決定していたが、本変形例では、この構成に限られない。縮尺の違う縮小元画像セットを用意して多段階的に探索範囲rを決定するようにしてもよい。この構成の場合、最も小さく縮尺された縮小画像セットから順に図36および図37の動作を繰り返して参照画像上の探索範囲rを決定する構成となる。最も小さく縮尺された縮小画像セットに基づいて二番目に小さく縮尺された縮小画像セットについての縮小元画像上ターゲットブロックTcの探索範囲が決まる。縮尺画像セットを変えながらこの動作を繰り返して、最終的に縮尺前の画像セット(元画像および参照画像)について探索範囲rが決定される。縮小元画像上ターゲットブロックTcの大きさはターゲットブロックTと同じ大きさにすることができる。この様にすれば、参照画像のより広範域で移動先ブロックRを検索しているかのような正確さで移動先ブロックRを把握することができる。 In the description of FIG. 36, the search range r is determined directly from one reduced image set (reduced original image and reduced reference image). However, the present modification is not limited to this configuration. It is also possible to prepare reduced original image sets with different scales and determine the search range r in multiple steps. In the case of this configuration, the search range r on the reference image is determined by repeating the operations of FIGS. 36 and 37 in order from the smallest reduced image set. The search range of the target block Tc on the reduced original image for the reduced image set reduced to the second smallest size is determined based on the reduced image set reduced to the smallest size. This operation is repeated while changing the scale image set, and finally the search range r is determined for the image set (original image and reference image) before the scale. The size of the target block Tc on the reduced original image can be made the same size as the target block T. In this way, the destination block R can be grasped with accuracy as if the destination block R is being searched in a wider area of the reference image.
(4)実施例1の方法では、元画像上のターゲットブロックTのパターンが参照画像上において回転せずに移動していることを前提としていたが、ターゲットブロックTのパターンが参照画像上において回転して写り込んでいる可能性を考慮した構成とすることもできる。この構成においては、一つの注目画素に対して複数のターゲットブロックTが用意されることになる。図38は、本変形例に係るターゲット設定部11の動作を説明している。図38に示すように、まず、探索部12は、図35で説明したように移動先ブロックRの候補である候補ブロックCを設定する。このとき設定した候補ブロックCを基本候補ブロックと呼ぶことにし、このときの動作を、基本候補ブロック設定処理と呼ぶことにする。
(4) In the method of the first embodiment, it is assumed that the pattern of the target block T on the original image moves without rotating on the reference image, but the pattern of the target block T rotates on the reference image. It is also possible to adopt a configuration that takes into account the possibility of being reflected. In this configuration, a plurality of target blocks T are prepared for one target pixel. FIG. 38 illustrates the operation of the target setting unit 11 according to this modification. As shown in FIG. 38, first, the
探索部12は、基本候補ブロックに写り込んでいるパターンを注目画素中心に所定の回転量だけ回転させて新たな候補ブロックを生成する。このとき生成されブロックを回転候補ブロックCrと呼ぶことにする。図38の例では、ある基本候補ブロックを時計回りに45°回転させる操作を繰り返すことにより7種類の回転候補ブロックCrが生成された様子を示している。基本候補ブロックの回転量を例えば15°にして例えば23種類の回転候補ブロックCrを生成する様にしてもよいし、1度の回転量をより小さくしてより多くの回転候補ブロックCrを生成するようにしてもよい。
The
図39は、8種類の候補ブロック(1つの基本ブロックと7つの回転ブロック)に基づいて探索部12が探索処理を実行している様子を示している。このときの動作は図6で説明した動作と同様である。図6とは異なるのは、1つのターゲットブロックTに対して8通りの候補ブロックCについての変異度S(C)が算出されていることにある。つまり、本変形例によれば、候補ブロックCが8倍に増えたことに対応して、変異度S(C)の算出動作が8倍に増えることになる。探索部12は、候補ブロックCとターゲットブロックTの各組み合わせについて変異度S(C)を求めて最も変異度S(C)が低い組み合わせを探索して、これを移動先ブロックRに設定する。移動先ブロックRには、ターゲットブロックT上のパターンが回転したものが写り込んでいる。参照画像上の移動先ブロックRの同位置にある重合対象画像の画素ブロックが重合対象ブロックGとなる。重合対象ブロックGにもターゲットブロックT上のパターンが回転したものが写り込んでいる。
FIG. 39 shows a state in which the
重合対象ブロックGをそのままターゲットブロックTに重ね合わせてしまうと、回転したパターン同士が二重に写り込んでしまう。ブロック重合部14は、この点を考慮して重合対象ブロックGに回転処理を加え、処理後の重合対象ブロックGをターゲットブロックTに重ね合わせる構成となっている。このときのブロック重合部14が回転量は、探索部12が8種類の候補ブロックのうちどれを移動先ブロックRとしたかで知ることができる。図39の例では、基本候補ブロックを反時計回りに45°回転させた回転候補ブロックCrが移動先ブロックRに認定されたので、ブロック重合部14は、重合対象ブロックGを反時計回りに45°回転させれば重合対象ブロックGの向きをターゲットブロックTの向きに合わせることができる。
If the polymerization target block G is directly superimposed on the target block T as it is, the rotated patterns are reflected twice. In consideration of this point, the
本変形例の探索部12は、参照画像における候補ブロックCの中から最もターゲットブロックTに類似した移動先ブロックRを探し出す際に、候補ブロックCの各々を回転させたものについても類似性の判断をする。
When the
本変形例によれば、元画像と参照画像との間で像の回転があったとしても的確にパターンの移動先を算出することができる。 According to this modification, even if there is an image rotation between the original image and the reference image, the movement destination of the pattern can be calculated accurately.
(5)実施例1によれば、探索部12は、図6に示すように変異度S(C)を算出していたが、本発明はこの構成に限られない。変異度S(C)を次の各式により算出するようにしてもよい。
S=(α・Σ(|Ti−Ci|)β)γ ただし、α,β,γは任意の係数
S=(α・Σ(Ti−Ci)2β)γ ただし、α,γは任意の係数、2βは偶数
S=(α・(|ΣTi−ΣCi|)β)γ ただし、α,β,γは任意の係数
S=(α・(ΣTi−ΣCi)2β)γ ただし、α,γは任意の係数、2βは偶数
また、変異度S(C)を正規化相互相関関数、相互情報量、条件付きエントロピー、結合エントロピー等を用いて算出することも可能である。(5) According to the first embodiment, the
S = (α · Σ (| Ti−Ci |) β ) γ where α, β and γ are arbitrary coefficients S = (α · Σ (Ti−Ci) 2β ) γ where α and γ are arbitrary coefficients 2β is an even number S = (α · (| ΣTi−ΣCi |) β ) γ where α, β and γ are arbitrary coefficients S = (α · (ΣTi−ΣCi) 2β ) γ where α and γ are arbitrary The coefficient 2β is an even number. It is also possible to calculate the degree of mutation S (C) using a normalized cross-correlation function, mutual information, conditional entropy, joint entropy, and the like.
(6)図2,図25,図26,図27,図28,図29において、参照画像がIt−1またはOt−1,重合対象画像がIt−1またはOt−1となっていたが、本発明はこの構成に限られない。参照画像をIt−2,It−3のようにIt−1よりも過去に入力された画像としてもよく、Ot−2,Ot−3のようにOt−1よりも過去に出力された画像としてもよい。この事情は重合対象画像についても同様である。(6) In FIG. 2, FIG. 25, FIG. 26, FIG. 27, FIG. 28, FIG. 29, the reference image is It -1 or Ot-1 , and the image to be overlapped is It -1 or Ot-1. However, the present invention is not limited to this configuration. Reference image may be an I t-2, I t- 3 image input in the past than I t-1 as, O t-2, O t -3 O t-1 past than as It is good also as the image output to. This situation is the same for the polymerization target image.
(7)実施例1によれば、ターゲットブロックTの形状は図40の上段に示すように正方形となっていたが、本発明はこの構成に限られない。ターゲットブロックTの形状を図40の中段のように長方形の形状とすることもできる。また、ターゲットブロックTの形状を実施例1に示す正方形のターゲットブロックTを回転させた形状としてもよい。 (7) According to the first embodiment, the shape of the target block T is a square as shown in the upper part of FIG. 40, but the present invention is not limited to this configuration. The shape of the target block T can be a rectangular shape as shown in the middle of FIG. Further, the shape of the target block T may be a shape obtained by rotating the square target block T shown in the first embodiment.
さらに、実施例1のターゲットブロックTは飛び地を有しない構成だったが、図40の下段のように、飛び地を有するように構成することもできる。すなわち、横方向に伸びる細長状の領域を縦方向に配列して構成される画素群を実施例1のターゲットブロックTに代えて使用することもできるし、縦方向に伸びる細長状の領域を横方向に配列して構成される画素群を実施例1のターゲットブロックTに代えて使用することもできる。また、画素を市松模様状に配列して構成される画素群を実施例1のターゲットブロックTに代えて使用することもできる。 Furthermore, although the target block T of the first embodiment has a configuration without an enclave, the target block T can be configured to have an enclave as shown in the lower part of FIG. That is, a pixel group configured by arranging elongated regions extending in the horizontal direction in the vertical direction can be used in place of the target block T of the first embodiment, and the elongated regions extending in the vertical direction can be used in the horizontal direction. A pixel group arranged in the direction can be used in place of the target block T of the first embodiment. Further, a pixel group configured by arranging pixels in a checkered pattern can be used in place of the target block T of the first embodiment.
図40の下段のように、飛び地を有する画素群を用いて探索動作を行うようにすれば、探索部12の演算コストを軽減することができる。画素で充填されたターゲットブロックTを用いて探索をするよりも計算の対象となる画素の個数が少なくなっているからである。この場合、フュージョンブロックFは飛び地を有することになるが、ターゲットブロックTが次々と設定されるのに伴い、フュージョンブロックFが次々と画像上にオーバーラップしながら足し合さるので、最終的に飛び地が解消されたノイズ低減処理画像が生成される。
If the search operation is performed using a pixel group having an enclave as shown in the lower part of FIG. 40, the calculation cost of the
また、同様に、注目画素を囲む周辺画素の一部を除外してターゲットブロックTを構成することもできる。この場合においても、フュージョンブロックFは除外画素を有することになるが、ターゲットブロックTが次々と設定されるのに伴い、フュージョンブロックFが次々と画像上にオーバーラップしながら足し合さるので、最終的に除外画素が解消されたノイズ低減処理画像が生成される。この様な構成としても探索部12の演算コストを軽減することができる。
Similarly, the target block T can be configured by excluding a part of peripheral pixels surrounding the target pixel. Even in this case, the fusion block F has excluded pixels. However, as the target block T is set one after another, the fusion block F is added one after the other while overlapping on the image. Thus, a noise reduction processed image in which excluded pixels are eliminated is generated. Even with such a configuration, the calculation cost of the
(8)実施例1の構成では、元画像1枚につき1枚の参照画像および1枚の重合対象画像が用意されていたが、本発明はこの構成に限られない。元画像1枚につき複数の参照画像および複数の重合対象画像が用意されていてもよい。図42は、この様な構成の一例を示している。図42の構成では、元画像上のターゲットブロックTに対し重合対象ブロックGの設定を異なる重合対象画像について行い、ターゲットブロックTと複数の重合対象ブロックGから単一のフュージョンブロックFを生成する。 (8) In the configuration of the first embodiment, one reference image and one superimposition target image are prepared for each original image, but the present invention is not limited to this configuration. A plurality of reference images and a plurality of overlapping images may be prepared for each original image. FIG. 42 shows an example of such a configuration. In the configuration of FIG. 42, the setting of the superposition target block G for the target block T on the original image is performed for different superposition target images, and a single fusion block F is generated from the target block T and a plurality of superposition target blocks G.
図42においては、まず、元画像と参照画像1(例えば画像It−1)および重合対象画像1(例えば画像Ot−1)の間で図30での説明と同様に重合対象ブロックGの設定を行うようにしている。このときの重合対象ブロックGを重合対象ブロックG1と呼ぶことにする。そして、図42においては、元画像と参照画像2(例えば画像It−2)および重合対象画像2(例えば画像Ot−2)の間で図30での説明と同様に重合対象ブロックGの設定を行うようにしている。このときの重合対象ブロックGを重合対象ブロックG2と呼ぶことにする。この2通りの重合対象ブロックGの設定は、元画像上の同じ注目画素について行われたものである。42, first, between the original image, the reference image 1 (for example, the image I t-1 ), and the image to be overlapped 1 (for example, the image O t-1 ), the overlap of the block G to be overlapped in the same manner as described in FIG. I am trying to set it. The polymerization target block G at this time is referred to as a polymerization target block G1. 42, between the original image, the reference image 2 (for example, the image I t-2 ), and the image to be overlapped 2 (for example, the image O t-2 ), the overlap of the block G to be overlapped is the same as the description in FIG. I am trying to set it. The polymerization target block G at this time is referred to as a polymerization target block G2. The two overlap target blocks G are set for the same target pixel on the original image.
ターゲットブロックTおよび重合対象ブロックG1および重合対象ブロックG2は、ブロック重合部14に送出される。ブロック重合部14は、送出されてきた各ブロックを平均して重ね合わせ、単一のフュージョンブロックFを生成する。
The target block T, the polymerization target block G1, and the polymerization target block G2 are sent to the
このときのブロック重合部14が行うフュージョンブロックFの生成方法としてメディアンフィルタを用いることもできる。すなわち、ブロック重合部14は、フュージョンブロックFのある位置における画素の画素値を決定する際に、ターゲットブロックT,重合対象ブロックG1,重合対象ブロックG2の同一位置における画素を取り出して比較をする。ブロック重合部14は、ターゲットブロックT,重合対象ブロックG1,重合対象ブロックG2由来の画素のうち、中間的な値を有するものを認定し、その値をフュージョンブロックFのその位置における画素の画素値とする。ブロック重合部14は、この動作をフュージョンブロックFの全域について行い、フュージョンブロックFを完成させる。画像に写り込むノイズ成分は、極端な画素値を有している場合が多い。メディアンフィルタを用いるのは、フュージョンブロックFにノイズ成分が承継されないようにする狙いがある。
A median filter can also be used as a method for generating the fusion block F performed by the
このように、本変形例の探索部12は、互いに異なる複数の参照画像のそれぞれの中から移動先ブロックR1,R2を探し出す構成となっており、ブロック重合部14は、参照画像の各々で探索された移動先ブロックR1,R2の各々に対応する重合対象ブロックG1,G2の各々を元画像上のターゲットブロックTに重ね合わせてフュージョンブロックFを生成する。
As described above, the
この様な構成とすれば、複数の重合対象画像に基づいてノイズの低減ができるので、より高いノイズ除去効果を期待することができる。 With such a configuration, noise can be reduced based on a plurality of images to be overlapped, so that a higher noise removal effect can be expected.
なお、図42の場合は、参照画像と重合対象画像のセットを2つ用意する構成であったが、本変形例はこの構成に限られず。3つ以上のセットの間で同様の処理をするようにしてもよい。この場合、フュージョンブロックFは3つ以上の重合対象ブロックG1,G2,G3,…をターゲットブロックTに重ね合わせて生成されることになる。 In the case of FIG. 42, two sets of reference images and superimposition target images are prepared. However, the present modification is not limited to this configuration. Similar processing may be performed between three or more sets. In this case, the fusion block F is generated by superposing three or more polymerization target blocks G1, G2, G3,.
(9)実施例1の構成では、元画像1枚につき1枚の参照画像および1枚の重合対象画像が用意されていたが、本発明はこの構成に限られない。元画像1枚につき複数の参照画像および複数の重合対象画像が用意されていてもよい。図43は、この様な構成の一例を示している。図43の構成では、元画像上のターゲットブロックTに対し重合対象ブロックGの設定を異なる重合対象画像について行い、ターゲットブロックTと重合対象ブロックGの各々からフュージョンブロックFを生成する。そして、本変形例によれば、生成された複数のフュージョンブロックFを更に重合して単一のフュージョンブロックFを生成する様にしている。こうして生成されたフュージョンブロックFは、元画像上のある注目画素にとっての最終的なフュージョンブロックFであり、ノイズ低減画像の基になる。 (9) In the configuration of the first embodiment, one reference image and one superimposition target image are prepared for each original image, but the present invention is not limited to this configuration. A plurality of reference images and a plurality of overlapping images may be prepared for each original image. FIG. 43 shows an example of such a configuration. In the configuration of FIG. 43, the setting of the superposition target block G for the target block T on the original image is performed for different superposition target images, and the fusion block F is generated from each of the target block T and the superposition target block G. And according to this modification, the produced | generated several fusion block F is further superposed | polymerized and the single fusion block F is produced | generated. The fusion block F generated in this way is the final fusion block F for a certain target pixel on the original image, and is the basis of the noise-reduced image.
図43においては、まず、元画像と参照画像1(例えば画像It−1)および重合対象画像1(例えば画像Ot−1)の間で図30での説明と同様にフュージョンブロックFの生成を行うようにしている。このときのフュージョンブロックFをフュージョンブロックF1と呼ぶことにする。そして、図43においては、元画像と参照画像2(例えば画像It−2)および重合対象画像2(例えば画像Ot−2)の間で図30での説明と同様にフュージョンブロックFの生成を行うようにしている。このときのフュージョンブロックFをフュージョンブロックF2と呼ぶことにする。この2通りのフュージョンブロックFの生成は、元画像上の同じ注目画素について行われたものである。In FIG. 43, first, the fusion block F is generated between the original image, the reference image 1 (for example, the image I t-1 ), and the superimposition target image 1 (for example, the image O t-1 ) as described in FIG. Like to do. The fusion block F at this time is referred to as a fusion block F1. In FIG. 43, the fusion block F is generated between the original image, the reference image 2 (for example, the image I t-2 ), and the superimposition target image 2 (for example, the image O t-2 ) in the same manner as described with reference to FIG. Like to do. The fusion block F at this time is called a fusion block F2. The generation of the two fusion blocks F is performed for the same target pixel on the original image.
フュージョンブロックFの各々は、ブロック重合部14に送出される。ブロック重合部14は、送出されてきた各フュージョンブロックFを平均して重ね合わせ、単一のフュージョンブロックFを生成する。
Each of the fusion blocks F is sent to the
このときのブロック重合部14が行うフュージョンブロックFの生成方法としてメディアンフィルタを用いることもできる。すなわち、ブロック重合部14は、フュージョンブロックFの各々のある位置における画素の画素値を決定する際に、フュージョンブロックFの各々の同一位置における画素を取り出して比較をする。ブロック重合部14は、フュージョンブロックFの各々に由来する画素のうち、中間的な値を有するものを認定し、その値を最終的なフュージョンブロックFのその位置における画素の画素値とする。ブロック重合部14は、この動作をフュージョンブロックFの全域について行い、最終的なフュージョンブロックFを完成させる。もっとも、図43の場合、重ねられるフュージョンブロックFは2つしかないので、メディアンフィルタを用いた動作はできない。メディアンフィルタを用いるには、3種類以上の参照画像とそれらに対応する重合対象画像用いて3つ以上のフュージョンブロックFを生成する必要がある。画像に写り込むノイズ成分は、極端な画素値を有している場合が多い。メディアンフィルタを用いるのは、フュージョンブロックFにノイズ成分が承継されないようにする狙いがある。
A median filter can also be used as a method for generating the fusion block F performed by the
このように、本変形例の探索部12は、互いに異なる複数の参照画像のそれぞれの中から移動先ブロックR1,R2を探し出す構成となっており、ブロック重合部14は、参照画像の各々で探索された移動先ブロックR1,R2の各々に対応する重合対象ブロックG1,G2の各々に元画像上のターゲットブロックTに重ね合わせて複数のフュージョンブロックF1,F2を生成し、複数のフュージョンブロックF1,F2を互いに重ね合わせることで最終的なフュージョンブロックFを生成する。
As described above, the
この様な構成とすれば、複数の重合対象画像に基づいてノイズの低減ができるので、より高いノイズ除去効果を期待することができる。 With such a configuration, noise can be reduced based on a plurality of images to be overlapped, so that a higher noise removal effect can be expected.
なお、図43の場合は、参照画像と重合対象画像のセットを2つ用意する構成であったが、本変形例はこの構成に限られず。3つ以上のセットの間で同様の処理をするようにしてもよい。この場合、最終的なフュージョンブロックFは3つ以上のフュージョンブロックF1,F2,F3…を重ね合わせて生成されることになる。 In the case of FIG. 43, two sets of reference images and superimposition target images are prepared. However, the present modification is not limited to this configuration. Similar processing may be performed between three or more sets. In this case, the final fusion block F is generated by superposing three or more fusion blocks F1, F2, F3.
(10)実施例1のベクトル編集部17は、元画像上のターゲットブロックTとターゲットブロックTに対応する参照画像上の候補ブロックにおいて、両ブロックに写り込んだ被検体像に移動がない場合もしくは両ブロックにそもそも被検体像が写り込んでいない場合、ターゲットブロックTに最も似た移動先ブロックRを選択してしまうことで本来移動がないにもかかわらず移動があると認定してしまう場合についての対処法として、ベクトルマップmv上のベクトルをゼロベクトルに変換する構成となっていたが、この機能に代えて、または加えてベクトルのバラツキを矯正する構成も追加することができる。
(10) The
動画を撮影していると、中の像は動き続ける。この像が動く方向は、画素単位で見るとほとんど同じ方向に揃っているはずである。動画に写り込んでいるのは、小さな粒子が自由に動き回るというものではなく、被検体など大きな構造物の透視像だからである。元画像全体で動く方向が同じと言うことはないにせよ、元画像を微視的に見れば、隣り合う画素の間での像の動きはほとんど同じなはずである。 The inside image keeps moving while shooting a movie. The moving direction of the image should be aligned in almost the same direction when viewed in pixel units. The reason why it is reflected in the video is that small particles do not move freely, but are perspective images of large structures such as the subject. Although the direction of movement of the entire original image is not the same, if the original image is viewed microscopically, the movement of the image between adjacent pixels should be almost the same.
図44は、ベクトル算出部13が生成したベクトルマップmvを説明している。ベクトルマップは、元画像を構成する各画素が参照画像上のどこに移動したかを示すベクトルをマッピングしたものとなっている。ベクトルマップmvの一部を取り出してみると、互いに隣り合う画素にはやはり互いに似通ったベクトルが位置している。図44をもっとよく観察すると、互いによく似たベクトルを有する画素の並びに一つだけ方向が異なるベクトルを有する画素が紛れ込んでいることがわかる。この様なベクトルは、本来は隣接する画素と同じ方向を向いているはずである。しかし、元画像や参照画像に含まれるノイズ成分の影響によりベクトル算出部13がベクトルの方向を正しく算出できなかったのである。この様なベクトルを不良ベクトルと呼ぶことにする。
FIG. 44 illustrates the vector map mv generated by the
本変形例によれば、この不良ベクトルを補正で消去することができる。図45に示すようにベクトル編集部17は、ベクトルマップmvの一部に処理範囲を設定する。この処理範囲は、この範囲内のベクトルはほぼ同じであろうと予想できる程度に狭く設定される。ベクトル編集部17は、処理範囲内の画素におけるベクトルを平均して平均ベクトルv(ave)を算出する。そして、ベクトル編集部17は、平均ベクトルv(ave)と処理範囲内の画素のベクトルの各々を比較して処理範囲内から不良ベクトルを探し出す。この動作をベクトルバラツキ解析と呼ぶことにする。
According to this modification, this defective vector can be erased by correction. As shown in FIG. 45, the
ベクトルバラツキ解析の詳細について説明する。平均ベクトルv(ave)のX成分をXaveとし、Y成分をYaveとする。処理範囲内のベクトルをベクトルv(i)とし、iは、1からNまでの値をとるものとする。したがって、Nは、処理範囲内のベクトルの個数を示している。ベクトルv(i)のX成分をXiとし、Y成分をYiとする。ベクトル編集部17は、これらを元にベクトルのバラツキ許容量をX成分およびY成分について求める。バラツキ許容量KX,KYは次のような数式で算出が可能である。Details of the vector variation analysis will be described. The X component of the average vector v (ave) is X ave and the Y component is Y ave . A vector within the processing range is a vector v (i), and i takes a value from 1 to N. Therefore, N indicates the number of vectors in the processing range. Let the X component of the vector v (i) be X i and the Y component be Y i . Based on these, the
ベクトル編集部17は、処理範囲内のあるベクトルv(i)について、このベクトルv(i)のX成分がバラツキ許容量KXに収まらないか、またはY成分がバラツキ許容量KYに収まらないかした場合、ベクトルv(i)を不良ベクトルに認定する。そしてベクトル編集部17は、不良ベクトルを平均ベクトルv(ave)に置き換える。
The
すなわち本変形例のベクトル編集部17は、探索部12が出力したターゲットブロックTと移動先ブロックRの位置関係に基づいて、ターゲットブロックTの各々についての注目画素が参照画像上のどこに移動したかを把握することにより、元画像を構成する各画素の各々について参照画像上の移動先を認識し、元画像上のある画素の移動の方向および移動の距離が当該画素の周辺の画素とかけ離れている場合、ベクトルマップmvを編集することにより、当該画素の移動先が周辺の画素の移動と同じ方向に同じ距離だけ移動した位置となるようにターゲットブロックTに対応する移動先ブロックRを変更する編集を行う。
That is, the
この様な構成とすれば、ベクトルマップmvに現れていた元画像および参照画像に重畳するノイズ成分の影響が緩和されるので、重合対象画像における重合対象ブロックGをより正確に認定することができる。 With such a configuration, the influence of the noise component superimposed on the original image and the reference image that appeared in the vector map mv is mitigated, so that the overlapping block G in the overlapping image can be more accurately identified. .
(11)実施例1の構成によれば、図30に示すように参照画像から単一の移動先ブロックRを認識するようにしていたが、本発明はこの構成に限らない。参照画像より複数の移動先ブロックRを認識するようにしてもよい。 (11) According to the configuration of the first embodiment, the single destination block R is recognized from the reference image as shown in FIG. 30, but the present invention is not limited to this configuration. A plurality of destination blocks R may be recognized from the reference image.
図46は、本変形例の構成を説明している。探索部12は、ターゲット設定部11が設定したターゲットブロックTが参照画像上のどこに移動したかを探索することになる。このとき、探索部12は複数の候補ブロックの中から最もターゲットブロックTに類似しているものを移動先ブロックRAとする。そして、探索部12は、2番目に類似している候補ブロックを移動先ブロックRBとし、3番目に類似している候補ブロックを移動先ブロックRCとする。そして、4番目に類似している候補ブロックを移動先ブロックRDとする。
FIG. 46 illustrates the configuration of this modification. The
この様に、図30で示した方法では、探索部12は、参照画像の中からただ一つの移動先ブロックRを選び出す構成であったが、本変形例では、探索部12は、参照画像の中から4つの移動先ブロックRを選び出す構成となっている。ブロック重合部14は、各移動先ブロックRA,RB,RC,RDに対応する重合対象ブロックGA,GB,GC,GDを重合対象画像の中から選び出し、重合対象ブロックGA,GB,GC,GDの各々に元画像のターゲットブロックTを重合して複数のフュージョンブロックFA,FB,FC,FDを生成する。そして、ブロック重合部14は、フュージョンブロックFA,FB,FC,FDを重ね合わせて最終的なフュージョンブロックFを生成する。
In this way, in the method shown in FIG. 30, the
ブロック重合部14は、フュージョンブロックFA,FB,FC,FDを重ね合わせる際、各フュージョンブロックFA,FB,FC,FDの基になった移動先ブロックRA,RB,RC,RDの変異度S(R)を参照する。この変異度S(R)は、移動先ブロックRA,RB,RC,RDが未だ候補ブロックだったときに算出されたもので(図6参照),移動先ブロックRA,RB,RC,RDの変異度S(R)をそれぞれSA,SB,SC,SDとすると、SA<SB<SC<SDの関係がある。
When superposing the fusion blocks FA, FB, FC, and FD, the
ブロック重合部14は、変異度SA,SB,SC,SDに基づいて、類似しているほど最終的なフュージョンブロックFに濃く現れるようにフュージョンブロックFA,FB,FC,FDに重み付けを加えて重合する。例えば、最終的なフュージョンブロックFfinalは、次のような数式に基づいて生成できる。
Ffinal=(SA−1・FA+SB−1・FB+SC−1・FC+SD−1・FD)/(SA−1+SB−1+SC−1+SD−1)
ただし、FA,FB,FC,FDは、フュージョンブロックFA,FB,FC,FDを表しており、SA,SB,SC,SDは、フュージョンブロックFA,FB,FC,FDに対応する変異度を表している。(SA−1+SB−1+SC−1+SD−1)は正規化のための定数である。Based on the degree of mutation SA, SB, SC, SD, the
F final = (SA- 1 · FA + SB- 1 · FB + SC- 1 · FC + SD- 1 · FD) / (SA- 1 + SB- 1 + SC- 1 + SD- 1 )
However, FA, FB, FC, and FD represent the fusion blocks FA, FB, FC, and FD, and SA, SB, SC, and SD represent the degree of mutation corresponding to the fusion blocks FA, FB, FC, and FD. ing. (SA −1 + SB −1 + SC −1 + SD −1 ) is a constant for normalization.
すなわち、本変形例の探索部12は、参照画像の中から複数の移動先ブロックを探し出す構成となっており、ブロック重合部14は、参照画像で探索された複数の移動先ブロックRA,RB,RC,RDの各々に対応する重合対象ブロックGA,GB,GC,GDの各々に元画像上のターゲットブロックTに重ね合わせて複数のフュージョンブロックFA,FB,FC,FDを生成し、複数のフュージョンブロックFA,FB,FC,FDを互いに重ね合わせることで最終的なフュージョンブロックFを生成する。
That is, the
この様な構成とすれば、複数の重合対象ブロックGに基づいてノイズの低減ができるので、より高いノイズ除去効果を期待することができる。 With such a configuration, noise can be reduced based on a plurality of overlapping blocks G, so that a higher noise removal effect can be expected.
なお、図46では、4つの移動先ブロックRA,RB,RC,RDを設定していたが、設定する移動先ブロックを増減することも可能である。この場合、移動先ブロックの増減に合わせて重合対象ブロックの個数も増減する。 In FIG. 46, four destination blocks RA, RB, RC, and RD are set. However, the destination block to be set can be increased or decreased. In this case, the number of blocks to be overlapped also increases / decreases as the movement destination block increases / decreases.
(12)図6によれば、変異度S(C)は、ターゲットブロックTおよび候補ブロックCを構成する画素により算出されていたが、本発明はこの構成に限られない。両ブロックの変位も考慮して変異度S(C)を算出するようにしてもよい。元画像上のターゲットブロックTの位置と参照画像上の候補ブロックCの位置とがあまりにもずれている場合、両ブロックが類似しているとは考えにくい。動画を撮影する場合、被写体像が各フレームに写り込む位置は似通っていると考えられるからである。本変形例によればこの様な事情も取り込んで変異度S(C)を算出することができる。
本変形例における探索部12は次のような数式に基づいて変異度S(C)を算出できる。(12) According to FIG. 6, the degree of mutation S (C) is calculated by the pixels constituting the target block T and the candidate block C, but the present invention is not limited to this configuration. The degree of mutation S (C) may be calculated in consideration of the displacement of both blocks. If the position of the target block T on the original image and the position of the candidate block C on the reference image are too shifted, it is unlikely that the two blocks are similar. This is because, when shooting a moving image, it is considered that the positions where the subject image appears in each frame are similar. According to the present modification, the degree of mutation S (C) can be calculated taking such circumstances into consideration.
The
ただし、ωは定数、v(t)は元画像上の注目画素に対応するベクトルマップ上の画素のベクトルである。 Here, ω is a constant, and v (t) is a vector of pixels on the vector map corresponding to the target pixel on the original image.
すなわち、本変形例の探索部12は、参照画像における移動先ブロックRの候補である候補ブロックCの中から最もターゲットブロックTに類似した移動先ブロックRを探し出す際に、元画像におけるターゲットブロックTに対応する参照画像上の位置に近い候補ブロックCを優先的に移動先ブロックRに認定する。
That is, when the
この様にすれば、参照画像上の位置が元画像上のターゲットブロックTの位置に近い候補ブロックCが優先的に移動先ブロックRに認定される。本変形例によれば、より現実に即したターゲットブロックTの検索が可能となる。 In this way, the candidate block C whose position on the reference image is close to the position of the target block T on the original image is preferentially recognized as the destination block R. According to this modification, it is possible to search for the target block T that is more realistic.
(13)実施例1の構成では、フュージョンブロックFは同等に重ねられてノイズ除去画像が生成されていたが、本発明はこの構成に限られない。フュージョンブロックFに重み付けを行いながら重ね合わせてノイズ除去画像を生成する様にしてもよい。この変形例を説明するのにまずは実施例1の構成について説明する。まず、図47に示すような元画像、参照画像、重合対象画像があったとする。元画像の中心には数字の「5」が写り込んでおり、参照画像には数字の「5」が中心からずれた位置に写り込んでいる。重合対象画像には、参照画像と同じ位置に数字の「5」が写り込んでいる。 (13) In the configuration of the first embodiment, the fusion blocks F are equally overlapped to generate a noise-removed image, but the present invention is not limited to this configuration. The noise removal image may be generated by superimposing the fusion block F while weighting. In order to describe this modification, first, the configuration of the first embodiment will be described. First, it is assumed that there are an original image, a reference image, and a superimposition target image as shown in FIG. The number “5” appears in the center of the original image, and the number “5” appears in the reference image at a position shifted from the center. In the superimposition target image, the numeral “5” is reflected at the same position as the reference image.
実施例1の構成によれば、図48に示すように、注目画素を変えながら次々とターゲットブロックTが設定され、対応するフュージョンブロックFが算出される。そして、それぞれのフュージョンブロックFは互いに同じ重み付けで多重に重ねられてノイズ低減画像が生成される。 According to the configuration of the first embodiment, as shown in FIG. 48, the target block T is set one after another while changing the target pixel, and the corresponding fusion block F is calculated. Each fusion block F is overlapped with the same weight to generate a noise reduced image.
本変形例によれば、図49に示すように、動作としては注目画素を変えながら次々とフュージョンブロックFが生成されるまでは実施例1と同様である。このとき生成されたフュージョンブロックFを比較してみると、画像の重ね合わせがうまくいっていないフュージョンブロックFが存在していることに気がつく。フュージョンブロックFの基になるターゲットブロックTによっては、参照画像上の「5」の像がうまく重なっていなかったり、フュージョンブロックFにおいてノイズの低減が十分でなかったりすることがある。そこで、本変形例は、いわば生成に失敗したフュージョンブロックFを間引きながらブロックを多重に重ね合わせ、ノイズ低減画像に失敗の影響が出ないようにするという構成となっている。 According to this modified example, as shown in FIG. 49, the operation is the same as that of the first embodiment until the fusion block F is generated one after another while changing the target pixel. When comparing the fusion blocks F generated at this time, it is noticed that there is a fusion block F in which the image is not superposed well. Depending on the target block T on which the fusion block F is based, the “5” image on the reference image may not overlap well, or noise may not be sufficiently reduced in the fusion block F. In view of this, the present modified example has a configuration in which the blocks are multiplexed and overlapped while thinning out the fusion blocks F that have failed to be generated so that the noise-reduced image is not affected by the failure.
ブロック重合部14は、フュージョンブロックFを重ね合わせる際、各フュージョンブロックFの基になった移動先ブロックRの変異度S(R)を参照する。この変異度S(R)は、移動先ブロックRが未だ候補ブロックだったときに算出されたもので(図6参照),フュージョンブロックFの失敗度が高いほど高い値をとる傾向にある。
When superimposing the fusion blocks F, the
ブロック重合部14は、変異度S(R)に基づいて、成功度が高いほど最終的なフュージョンブロックFに濃く現れるようにフュージョンブロックFに重み付けを加えて多重に重合する。すなわち、ノイズ低減画像を構成する画素には、25個のフュージョンブロックF1〜F25が多重に重ねられる。この画素の画素値aは、例えば次のようにして求められる。
a=(S1−1・F1+S2−1・F2+……+S25−1・F25)/(S1−1+S2−1+……+S25−1)
ただしS1,S2, ……,S25は、フュージョンブロックF1〜F25に対応する変異度を表している。(S1−1+S2−1+……+S25−1)は正規化のための定数である。Based on the degree of mutation S (R), the
a = (S1 −1 · F1 + S2 −1 · F2 +... + S25 −1 · F25) / (S1 −1 + S2 −1 +... + S25 −1 )
However, S1, S2,..., S25 represent the degree of mutation corresponding to the fusion blocks F1 to F25. (S1 −1 + S2 −1 +... + S25 −1 ) is a constant for normalization.
すなわち、本発明に係る画像生成部15は、フュージョンブロックF1〜F25の元になったターゲットブロックT1〜T25と移動先ブロックR1〜R25とに写り込むパターンの違いの程度を示す変異度S(R)1〜S(R)25に基づいて、変異度S(R)が高いフュージョンブロックFほどノイズ低減画像に薄く写り込むように重み付けをしながらフュージョンブロックF1〜F25をオーバーラップさせて足し合わせることよりノイズ低減画像を生成する。
That is, the
この様な構成とすれば、重ね合わせに失敗したフュージョンブロックFがノイズ低減画像に強く影響してしまうことがない。また、重ね合わせに失敗したフュージョンブロックFを完全に間引いてしまう構成とは異なり、重ね合わせに失敗したフュージョンブロックFも薄くノイズ低減画像に現れるようにすることで、ノイズ低減画像を構成する画素に多重に重ねられるフュージョンブロックFの個数が減ることがなく、ノイズの低減能力を極力損なわないようにすることができる。 With such a configuration, the fusion block F that has failed to be superimposed does not strongly affect the noise-reduced image. In addition, unlike the configuration in which the fusion block F that has failed to be superimposed is completely thinned out, the fusion block F that has failed to be superimposed also appears thinly in the noise-reduced image. The number of fusion blocks F stacked in multiple layers is not reduced, and the noise reduction capability can be prevented from being lost as much as possible.
(14)実施例1の構成では、元画像を構成する画素の全てについてターゲットブロックTを設定する構成としていたが、本発明はこの構成に限られない。図50に示すように元画像を構成する画素の一部(図50における斜線で示す画素)に対してのみターゲットブロックTを設定することもできる。すなわち、本変形例によれば、ターゲット設定部11は、元画像上の画素を注目画素に設定する画素と設定しない画素とに区別して動作する。図50の場合、注目画素に指定する画素を市松模様の要領で配置した構成となっているので、注目画素の設定が半分で済む。この様な構成とすることによって、フュージョンブロックFの生成動作の演算コストを半分に抑えることができる。 (14) In the configuration of the first embodiment, the target block T is set for all the pixels constituting the original image. However, the present invention is not limited to this configuration. As shown in FIG. 50, the target block T can be set only for a part of the pixels constituting the original image (pixels indicated by hatching in FIG. 50). That is, according to the present modification, the target setting unit 11 operates by distinguishing the pixel on the original image from the pixel that is set as the target pixel and the pixel that is not set. In the case of FIG. 50, since the pixel designated as the target pixel is arranged in a checkered pattern, the setting of the target pixel is half. By adopting such a configuration, the calculation cost of the operation of generating the fusion block F can be reduced to half.
(15)本発明は、上述の変形例を複数備える構成としてもよい。 (15) The present invention may be configured to include a plurality of the above-described modifications.
以上のように本発明は、医用装置に適している。 As described above, the present invention is suitable for medical devices.
11 ターゲット設定部(ターゲット設定手段)
12 探索部(探索手段)
14 ブロック重合部(重合手段)
15 画像生成部(画像生成手段)
17 ベクトル編集部(編集手段)11 Target setting section (target setting means)
12 Search unit (search means)
14 Block polymerization part (polymerization means)
15 Image generation unit (image generation means)
17 Vector editor (editing means)
Claims (23)
被検体像が写り込んでいる元画像を構成する画素の中から注目画素と前記注目画素を囲む周辺画素により構成されるターゲットブロックを設定するターゲット設定手段と、
前記元画像とは異なる時刻に撮影された被検体が写り込む参照画像の中から前記ターゲットブロックに最も類似した移動先ブロックを探し出す探索手段と、
被検体像が前記参照画像と同じ位置に写り込んでいる重合対象画像において前記移動先ブロックと同じ位置にある重合対象ブロックを元画像上の前記ターゲットブロックに重ね合わせてフュージョンブロックを生成する重合手段と、
注目画素の位置を変えながらターゲットブロックが次々と設定されるのに伴い、前記フュージョンブロックを次々と画像上で重畳させることにより前記元画像に写り込むノイズが低減されたノイズ低減画像を生成する画像生成手段とを備え、
前記画像生成手段は、ノイズ低減画像上におけるフュージョンブロックの位置が元画像上におけるターゲットブロックの位置と同じ位置となるように動作することを特徴とする画像処理装置。In an image processing apparatus that performs noise reduction processing on an image generated by continuously imaging a subject,
Target setting means for setting a target block composed of a pixel of interest and peripheral pixels surrounding the pixel of interest from among pixels constituting the original image in which the subject image is reflected;
Search means for searching for a destination block most similar to the target block from a reference image in which a subject photographed at a time different from the original image is shown;
Superimposing means for generating a fusion block by superimposing a polymerization target block at the same position as the movement destination block on the target block on the original image in a polymerization target image in which the subject image is reflected at the same position as the reference image When,
An image that generates a noise-reduced image in which noise reflected in the original image is reduced by superimposing the fusion blocks on the image one after another as the target block is set one after another while changing the position of the target pixel. Generating means,
The image processing device operates such that the position of the fusion block on the noise-reduced image is the same as the position of the target block on the original image.
前記画像生成手段は、前記フュージョンブロックをオーバーラップさせながら足し合わせた後、画像上の画素の画素値を当該画素において前記フュージョンブロックの足し合わせが何回されたかを示す積算回数で除算することにより前記ノイズ低減画像を生成することを特徴とする画像処理装置。The image processing apparatus according to claim 1.
The image generation means adds the fusion blocks while overlapping, and then divides the pixel value of the pixel on the image by an integration count indicating how many times the fusion block is added in the pixel. An image processing apparatus that generates the noise-reduced image.
前記重合手段は、前記フュージョンブロックを構成する画素ごとに個別の重みづけで前記元画像上の前記ターゲットブロックの画素と対応する前記重合対象画像上の前記重合対象ブロックの画素とを重合する構成となっており、前記ターゲットブロックに属する画素の画素値と重合対象ブロックまたは移動先ブロック上の対応画素の画素値との差の絶対値が大きくなるにつれ、次第に前記重合対象ブロックが前記フュージョンブロックに承継されないように重ね合わせの重みづけを変更することを特徴とする画像処理装置。The image processing apparatus according to claim 1 or 2,
The superimposing means superimposes the pixel of the target block on the superimposition image corresponding to the pixel of the target block on the original image with individual weighting for each pixel constituting the fusion block; As the absolute value of the difference between the pixel value of the pixel belonging to the target block and the pixel value of the corresponding pixel on the overlap target block or the destination block increases, the overlap target block gradually inherits to the fusion block. An image processing apparatus, wherein the weighting of superposition is changed so as not to occur.
前記重合手段は、前記フュージョンブロックを生成するごとに個別の重みづけで前記元画像上の前記ターゲットブロックおよび前記重合対象画像上の前記重合対象ブロックを重合する構成となっており、前記ターゲットブロック上の画素値と重合対象ブロックまたは移動先ブロック上の画素値との差の絶対値が大きくなるにつれ、次第に前記重合対象ブロックが前記フュージョンブロックに承継されないように重ね合わせの重みづけを変更することを特徴とする画像処理装置。The image processing apparatus according to claim 1 or 2,
The superposition means is configured to superimpose the target block on the original image and the superposition target block on the superposition target image with individual weights every time the fusion block is generated, and on the target block As the absolute value of the difference between the pixel value of the pixel and the pixel value on the overlap target block or the destination block increases, the overlapping weight is gradually changed so that the overlap target block is not inherited by the fusion block. A featured image processing apparatus.
前記参照画像において前記ターゲットブロックの位置にある同位置ブロックを設定して、前記移動先ブロックが前記同位置ブロックと比較して前記ターゲットブロックに優位に類似していない場合、前記探索手段が探し出した移動先ブロックを前記同位置ブロックとするような上書を前記探索手段の出力に対して行う編集手段を備えることを特徴とする画像処理装置。The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 4,
When the same position block at the position of the target block is set in the reference image and the destination block is not similar to the target block as compared with the same position block, the search means has searched An image processing apparatus, comprising: an editing unit that performs an overwriting on the output of the search unit so that a destination block is the same position block.
(a1)前記重合対象画像は、前記元画像の前に撮影された画像に対して画像処理をしたときに得られるノイズ低減画像であり、(b1)前記参照画像は、前記元画像の前に撮影された画像であることを特徴とする画像処理装置。The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
(A1) The superimposition target image is a noise reduction image obtained when image processing is performed on an image photographed before the original image, and (b1) the reference image is positioned before the original image. An image processing apparatus, which is a captured image.
(a1)前記重合対象画像は、前記元画像の前に撮影された画像に対して画像処理をしたときに得られるノイズ低減画像であり、(b2)前記参照画像は、前記元画像の前に撮影された画像に対応するノイズ低減画像であることを特徴とする画像処理装置。The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
(A1) The superimposition target image is a noise-reduced image obtained when image processing is performed on an image captured before the original image. (B2) The reference image is positioned before the original image. An image processing apparatus, wherein the image processing apparatus is a noise-reduced image corresponding to a photographed image.
(a2)前記重合対象画像は、前記元画像の前に撮影された画像であり、(b1)前記参照画像は、前記元画像の前に撮影された画像であることを特徴とする画像処理装置。The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
(A2) The image to be superposed is an image taken before the original image, and (b1) the reference image is an image taken before the original image. .
(a2)前記重合対象画像は、前記元画像の前に撮影された画像であり、(b2)前記参照画像は、前記元画像の前に撮影された画像に対応するノイズ低減画像であることを特徴とする画像処理装置。The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
(A2) The image to be overlapped is an image taken before the original image, and (b2) the reference image is a noise-reduced image corresponding to an image taken before the original image. A featured image processing apparatus.
前記探索手段は、ある注目画素について移動先ブロックの探索を前記参照画像のうちの広い範囲にわたって探索する正確性優先モードと、
前記正確性優先モードの探索結果に基づいて前記正確性優先モードの処理対象となった注目画素とは異なる注目画素について移動先ブロックの探索を前記参照画像のうちの狭い範囲にわたって探索する速度優先モードの二つのモードに基づいて動作し、
前記速度優先モードは、前記正確性優先モードの処理対象となった注目画素と、前記正確性優先モードの探索で発見された前記注目画素の前記参照画像上における移動先の画素との位置関係に基づき、現在探索対象となっている注目画素の移動先の位置を前記参照画像上で予想し、予想された位置を囲む範囲にわたって移動先ブロックを探索するように動作することを特徴とする画像処理装置。The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 9,
The search means is an accuracy priority mode for searching a destination block for a certain target pixel over a wide range of the reference image, and
A speed priority mode for searching for a destination block for a target pixel different from the target pixel that has been processed in the accuracy priority mode based on a search result of the accuracy priority mode over a narrow range of the reference image Works based on two modes of
The speed priority mode is based on the positional relationship between the target pixel that is the processing target of the accuracy priority mode and the destination pixel of the target pixel found in the search of the accuracy priority mode on the reference image. An image processing characterized in that, based on the reference image, the position of the target pixel of the target pixel currently being searched is predicted, and the target block is searched over a range surrounding the predicted position. apparatus.
前記重合手段に係る前記重合対象ブロックの範囲が前記ターゲットブロックおよび前記移動先ブロックの範囲よりも狭いことを特徴とする画像処理装置。The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 10,
An image processing apparatus according to claim 1, wherein a range of the block to be overlapped according to the overlapping unit is narrower than a range of the target block and the destination block.
前記重合手段に係る前記重合対象ブロックの範囲が前記ターゲットブロックおよび前記移動先ブロックの範囲よりも広いことを特徴とする画像処理装置。The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 10,
An image processing apparatus according to claim 1, wherein a range of the block to be overlapped by the overlapping unit is wider than a range of the target block and the destination block.
前記元画像および前記参照画像を縮小して縮小元画像および縮小参照画像を生成する画像縮小手段と、
前記縮小元画像を構成する画素の中から前記注目画素および縮小元画像上のターゲットブロックである縮小元画像上ターゲットブロックを設定する縮小画像ターゲットブロック設定手段と、
前記縮小参照画像の中から前記縮小元画像上ターゲットブロックに最も類似した縮小参照画像上移動先ブロックを探し出す縮小画像探索手段と、
前記縮小参照画像上移動先ブロックの位置に対応する前記参照画像上の位置を基準に前記探索手段が前記参照画像において前記移動先ブロックを探索する範囲である探索範囲を設定する探索範囲設定手段を備えることを特徴とする画像処理装置。The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 12,
Image reduction means for reducing the original image and the reference image to generate a reduced original image and a reduced reference image;
Reduced image target block setting means for setting a target block on the reduced original image that is the target block on the target pixel and the reduced original image from among the pixels constituting the reduced original image;
Reduced image search means for searching a reduced reference image destination block most similar to the reduced original image target block from the reduced reference image;
Search range setting means for setting a search range in which the search means searches for the destination block in the reference image based on the position on the reference image corresponding to the position of the destination block on the reduced reference image. An image processing apparatus comprising:
前記探索手段は、前記参照画像における前記移動先ブロックの候補である候補ブロックの中から前記移動先ブロックを探し出す際に、前記候補ブロックの各々を回転させたものについても類似性の判断をすることを特徴とする画像処理装置。The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 13,
When the search means searches for the destination block from candidate blocks that are candidates for the destination block in the reference image, the search means also determines similarity of the candidate blocks that have been rotated. An image processing apparatus.
前記ターゲット設定手段に係るターゲットブロックは飛び地を有していることを特徴とする画像処理装置。 The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 14,
Target block according to the target setting means is an image processing apparatus characterized by having an enclave.
前記ターゲット設定手段に係るターゲットブロックは前記注目画素を囲む前記周辺画素の一部を除外して構成されていることを特徴とする画像処理装置。 The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 15,
The image processing apparatus wherein the target setting target block according to the constant means, characterized in that it is configured to exclude a portion of the peripheral pixels surrounding the pixel of interest.
前記探索手段は、互いに異なる複数の参照画像のそれぞれの中から移動先ブロックを探し出す構成となっており、
前記重合手段は、前記参照画像の各々で探索された移動先ブロックの各々に対応する重合対象ブロックの各々を前記元画像上の前記ターゲットブロックに重ね合わせて前記フュージョンブロックを生成することを特徴とする画像処理装置。The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 16,
The search means is configured to search for a destination block from each of a plurality of different reference images,
The superposition means generates the fusion block by superimposing each superposition target block corresponding to each of the destination blocks searched in each of the reference images on the target block on the original image. An image processing apparatus.
前記探索手段は、互いに異なる複数の参照画像のそれぞれの中から移動先ブロックを探し出す構成となっており、
前記重合手段は、参照画像の各々で探索された移動先ブロックの各々に対応する重合対象ブロックの各々に前記元画像上の前記ターゲットブロックに重ね合わせて複数のフュージョンブロックを生成し、複数のフュージョンブロックを互いに重ね合わせることで最終的なフュージョンブロックを生成することを特徴とする画像処理装置。The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 16,
The search means is configured to search for a destination block from each of a plurality of different reference images,
The overlapping unit generates a plurality of fusion blocks by superimposing the target block on the original image on each of the overlapping blocks corresponding to each of the destination blocks searched for in each of the reference images. An image processing apparatus that generates a final fusion block by superimposing blocks on each other.
前記探索手段が出力した前記ターゲットブロックと前記移動先ブロックの位置関係に基づいて、前記ターゲットブロックの各々についての注目画素が前記参照画像上のどこに移動したかを把握することにより、前記元画像を構成する各画素の各々について前記参照画像上の移動先を認識し、前記元画像上のある画素の移動の方向および移動の距離が当該画素の周辺の画素とかけ離れている場合、当該画素の移動先が周辺の画素の移動と同じ方向に同じ距離だけ移動した位置となるように前記ターゲットブロックに対応する前記移動先ブロックを変更する編集を行う編集手段を備えることを特徴とする画像処理装置。The image processing device according to any one of claims 1 to 18,
Based on the positional relationship between the target block and the destination block output by the search means, the source image is obtained by grasping where the target pixel for each of the target blocks has moved on the reference image. Recognize the movement destination on the reference image for each of the constituting pixels, and move the pixel when the movement direction and movement distance of a certain pixel on the original image are far from the surrounding pixels of the pixel. An image processing apparatus, comprising: an editing unit that performs editing to change the destination block corresponding to the target block so that the destination is a position moved by the same distance in the same direction as the movement of surrounding pixels.
前記探索手段は、前記参照画像の中から複数の移動先ブロックを探し出す構成となっており、
前記重合手段は、参照画像で探索された複数の移動先ブロックの各々に対応する重合対象ブロックの各々に前記元画像上の前記ターゲットブロックに重ね合わせて複数のフュージョンブロックを生成し、複数のフュージョンブロックを互いに重ね合わせることで最終的なフュージョンブロックを生成することを特徴とする画像処理装置。The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 16,
The search means is configured to search for a plurality of destination blocks from the reference image,
The overlapping unit generates a plurality of fusion blocks by superimposing the target block on the original image on each of the overlapping blocks corresponding to each of the plurality of destination blocks searched for in the reference image, An image processing apparatus that generates a final fusion block by superimposing blocks on each other.
前記探索手段は、前記参照画像における移動先ブロックの候補である候補ブロックの中から移動先ブロックを探し出す際に、前記元画像における前記ターゲットブロックに対応する前記参照画像上の位置に近い候補ブロックを優先的に前記移動先ブロックに認定することを特徴とする画像処理装置。The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 20,
When searching for a destination block from candidate blocks that are candidates for a destination block in the reference image, the search means selects a candidate block close to the position on the reference image corresponding to the target block in the original image. An image processing apparatus that preferentially recognizes the destination block.
前記画像生成手段は、前記フュージョンブロックの元になったターゲットブロックと移動先ブロックとに写り込むパターンの違いの程度を示す変異度に基づいて、前記変異度が高いフュージョンブロックほど前記ノイズ低減画像に薄く写り込むように重み付けをしながらフュージョンブロックをオーバーラップさせて足し合わせることより前記ノイズ低減画像を生成することを特徴とする画像処理装置。The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 21,
The image generation means, based on the degree of variation indicating the degree of difference in the pattern reflected in the target block that is the source of the fusion block and the destination block, the fusion block with the higher degree of variation is included in the noise-reduced image. An image processing apparatus that generates the noise-reduced image by overlapping and adding fusion blocks while weighting so as to be thinly reflected.
前記ターゲット設定手段は、前記元画像上の画素を前記注目画素に設定する画素と設定しない画素とに区別して動作することを特徴とする画像処理装置。
The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 22,
The target processing unit operates by distinguishing a pixel on the original image into a pixel that is set as the target pixel and a pixel that is not set.
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